En la novena temporada y en la Gen3, el campeón cambia de aires y se pasa al recién bautizado DS PENSKE, junto al bicampeón Jean-Eric Vergne.
Con una gran experiencia en carreras en su haber, el piloto belga entró en la serie de carreras callejeras eléctricas en 2018 con HWA Racelab, que sumó a una carrera automovilística ya impresionante. Para la campaña 2019/20, Vandoorne pasó al recién bautizado equipo Mercedes-EQ Formula E Team, ya que la participación de Mercedes como fabricante se concretó.
La carrera automovilística de Vandoorne comenzó a los seis años, en campeonatos de karting. Con varias victorias en su haber, el momento decisivo del belga llegó en 2008, cuando se proclamó campeón de la temporada belga de KF2.
El año siguiente marcó el inicio de la carrera internacional de Vandoorne antes de incorporarse a la F4 Eurocup en 2010, donde ganó en su temporada de debut. En 2013, el piloto belga se incorporó al Programa de Jóvenes Pilotos de McLaren antes de ser anunciado como piloto reserva oficial de McLaren Mercedes en 2014.
Paralelamente a su puesto en la Fórmula Uno, Vandoorne compitió en la GP2 Series para la escudería francesa ART Grand Prix. Tras una primera temporada exitosa con el equipo, ganó el campeonato en el segundo intento. Un año después, Vandoorne entró como reemplazo del lesionado bicampeón del mundo Fernando Alonso para debutar en una carrera de Fórmula Uno en el Gran Premio de Baréin de 2016, en el que terminó en la zona de puntos.
El piloto belga permaneció con McLaren hasta que se unió a HWA Racelab en octubre de 2018. Junto al campeón de DTM, Gary Paffett, formaron la alineación de pilotos del equipo para su temporada de debut en el campeonato de carreras callejeras eléctricas.
Cuando HWA se convirtió en un equipo de trabajo con Mercedes-EQ en la 6.ª temporada, Vandoorne se asoció con el debutante Nyck de Vries y llevó el Silver Arrow 01 a su primer podio en la apertura de la temporada en Diriyah, y consiguió una primera victoria en la carrera final de Berlín para cerrar una impresionante campaña para la marca alemana.
Vandoorne ganó en Roma en la temporada 7, cuando el Silver Arrow 02 demostró su valía, y terminó noveno en la clasificación, a un podio de su compañero de equipo y lamentando la mala suerte, en particular la maniobra de Oliver Rowland en Londres, que le costó al belga un podio y el posible título.
La dupla regresó en la 8.ª temporada para defender sus títulos y, como no podía ser de otra manera, lo hicieron. Esta vez, fue Vandoorne quien llevó el Silver Arrow al primer puesto con una victoria histórica en Mónaco como punto culminante, además de levantar el trofeo en Seúl, por supuesto.