Ese mismo año llegó a la Fórmula 1 como piloto reserva de Caterham.

Desde entonces, su trayectoria en el mundo del karting, la cual se terminó en la primera curva, le llevó a conseguir victorias relevantes, tanto a nivel español, como internacional, entre las que se cuentan Campeonatos de España, las Winter Series o el prestigioso Trofeo de la Industria, celebrado en Italia.

A estos, habría que añadir la 2.ª posición lograba en el Trofeo Andrea Margutti en el año 2005.

En 2007, vuelve a realizar una aparición esporádica (Novo Team), marcando sus primeros puntos en el certamen.

En 2008, estuvo presente en tres meetings: los dos primeros en el Circuito Urbano de Valencia, y en la prueba final en Barcelona.

En las dos pruebas finales del año, Dijon y Hockenheim, piloto y equipo recuperan el nivel de competitividad, subiendo al segundo escalón de podio en la prueba francesa, y liderando la última manga del año bajo la lluvia, hasta que una avería obliga a Merhi retirarse a pocas vueltas del final.

Además, Roberto Merhi ha disputado en cuatro ocasiones el prestigioso Gran Premio de Macao.

En 2010, Merhi compitió en las GP3 Series, debutando en la tercera cita, celebrada en Valencia, con el equipo Atech Grand Prix.

Ese mismo fin de semana, obtendría los dos primeros podios del equipo inglés en la disciplina gracias a un 2.º y un 3.º puesto.

Logró un segundo puesto en la carrera final en Hockenheim, un séptimo en el circuito urbano de Norisring y dos décimos lugares, por lo que acabó 15.º en el campeonato.

Debutó en el Gran Premio de Malasia, la segunda carrera del año, ya que el equipo no pudo presentarse en la primera, donde terminó 15.º.

[17]​[18]​ En la primera carrera de la temporada, las 4 Horas de Shanghái, el coche número 36 compartido por los australianos Nick Foster, Aidan Read y el propio Roberto, consigue la pole position para la carrera del domingo en la que logran acabar en el segundo cajón del podio.

[19]​[20]​ En 2020 corrió las 24 Horas de Le Mans, como lo había hecho en 2016, con Eurasia, finalizando 14.º en la categoría.

[22]​ Subió en dos oportunidades al podio, en Mónaco y en Francia, aunque en esta última fue descalificado por la presión en las ruedas.

[27]​ En 2021, Merhi compitió en el campeonato australiano de monoplazas S5000 Tasman Series, corriendo para el Team BRM.