W 2001 roku odniósł trzy zwycięstwa i zajął 5. miejsce w klasyfikacji, natomiast w 2002 roku zdominował rywalizację, odnosząc 7 zwycięstw i zdobywając tytuł mistrzowski z dużą przewagą nad całą resztą stawki.
Formuła 1 thumb|240px|Da Matta podczas GP Stanów Zjednoczonych w 2004 roku W 2003 roku wystartował w Formule 1 w zespole Toyoty (z której silnikami startował przez cały okres występów w serii CART). Pierwszy sezon miał całkiem udany jak na debiutanta, zajął 13. miejsce z 10 zdobytymi punktami (o 4 więcej niż doświadczony kolega z zespołu Olivier Panis). Kolejny sezon nie był już tak udany – zdobył w nim tylko 3 punkty i po Grand Prix Niemiec został zastąpiony przez Ricardo Zontę. Ogółem wystartował w ciągu dwóch sezonów w 28 wyścigach i zdobył 13 punktów. Najwyższe miejsce, jakie zajął w wyścigu, to szóste (trzykrotnie). Po tym da Matta zapowiedział, że już nigdy nie wystartuje w Formule 1, gdyż uważał, że za mało jest w niej bezpośredniej rywalizacji, a zbyt duży nacisk kładzie się na osiągi pojazdu.