Começando sua aventura pelo automobilismo desde muito jovem, De Vries deu suas primeiras voltas a bordo de um kart. Depois de conquistar o bicampeonato consecutivo do Mundial de Kart em 2010 e 2011, de Vries chegou à corrida de monopostos na Fórmula Renault 2.0. 

O holandês, de Sneek, manteve as vitórias e acabou conquistando os campeonatos da Fórmula Renault 2.0 Alps e da Fórmula Renault 2.0 Eurocup em 2014. No ano seguinte, ele disputou a categoria Fórmula Renault 3.5, terminando em terceiro lugar e conquistando uma vitória na corrida final.

De Vries saltou para a GP3 pela ART Grand Prix em 2016. Em meio a um grid talentoso, o holandês terminou o ano em sexto com duas vitórias.

Subindo os degraus dos monopostos, de Vries chegou à Fórmula 2 em 2017, guiando pela Rapax e depois pela Racing Engineering. Ele conquistou sua primeira vitória em Mônaco e terminou seu ano de estreia em sétimo. Em 2018, de Vries mudou para a Prema Racing e continuou sua curva de aprendizado ascendente na categoria de base da Fórmula 1 com três vitórias e terminando o ano em quarto.

Contratado pela ART Grand Prix para a temporada 2019 de F2, de Vries apresentou um bom desempenho ao longo do ano. No mesmo ano, ele deixou as corridas de monopostos quando entrou no grid do World Endurance Championship pela Racing Team Nederland.

Com a proximidade da temporada 2019/20, De Vries ganhou experiência trabalhando com a Mercedes-Benz, depois de se juntar à marca lendária como piloto de testes, assumindo funções no simulador de F1. Essa função o levou a um teste na Silver Arrow 01, que acabou se transformando em uma vaga para piloto titular pela equipe alemã enquanto ela se preparava para o ano de estreia como equipe de fábrica na categoria 100% elétrica.

Antes de se tornar piloto titular da Mercedes-Benz EQ Formula E Team, de Vries realizou testes como estreante pela Audi, pela NIO e pela Envision Virgin Racing. Ele forma a dupla com o companheiro de equipe Stoffel Vandoorne na disputa pelo título do campeonato 2019/20.