Oprócz regularnych startów w tej serii, Vergne wystąpił również w dwóch rundach nowo-utworzonej serii GP3, we francuskiej ekipie Tech 1 Racing. W ciągu czterech wyścigów dwukrotnie dojechał na punktowanej pozycji, zajmując czwarte i piąte miejsce. W klasyfikacji generalnej został sklasyfikowany na 17. pozycji. Z tą samą ekipą wziął też udział w trzech ostatnich rundach sezonu World Series by Renault. Podczas sześciu wyścigów, Jean-Éric Vergne czterokrotnie stanął na podium (w tym raz zwyciężył, na brytyjskim torze Silverstone, po dyskwalifikacji Argentyńczyka Estebana Guerrieri). Ostatecznie w klasyfikacji generalnej zajął 8. miejsce.
W sezonie 2011 Vergne został etatowym zawodnikiem zespołu Carlin. Francuz do ostatniego wyścigu walczył o tytuł mistrzowski ze swoim partnerem Robertem Wickensem, jednak ostatecznie przegrał z nim rywalizację o dziewięć punktów. W trakcie zmagań Vergne dziewięciokrotnie znalazł się na podium, w tym odnosząc pięć zwycięstw (z czego dwa na węgierskim torze Hungaroring).