Bourdais katsetas Toro Rosso meeskonda talvel, kuigi ta oli ebakindel uue aasta suunas sõites. 6. veebruaril 2009 kinnitati, et ta on Toro Rosso sõitja teiseks aastaks, partneriks on Šveitsi uustulnuk Sébastien Buemi. Vaatamata sellele, et Bourdais võitis aasta jooksul kaks punkti Austraalia Grand Prix's ja Monaco's, oli tal raske oma vähem kogenud meeskonnakaaslasega võrdseks saada. Hispaanias
Bourdais tabas Buemi autot, kui väljak püüdis vältida pööratud Jarno Trulli esimesel ringil, lõpetades nii sõitjate võistluse. Suurbritannia Grand Prix'l põrkas Bourdais McLareni sõitja Heikki Kovalaineniga, lõpetades taaskord mõlema võistluse. Saksamaa Grand Prix's tekkis tal mehaaniline rikke pärast kvalifitseerumist viimasena üle sekundi.