Campeão da Fórmula Renault Inglesa em 2014 com 10 vitórias, 12 pódios e 3 pole positions, Pietro mostrou uma adaptação rápida ao automobilismo europeu após fazer sucesso na base do maior campeonato de turismo americano, o da Nascar. Em 2011, logo no seu ano de estreia após sair do kart, ele conseguiu 4 vitórias e 13 pódios para ser consagrado o campeão do Whelen All-American Series. Ele ainda venceu mais uma prova no ano seguinte nos EUA e sua primeira vitória no automobilismo europeu foi ainda em 2013, na F4 Inglesa.

Seu terceiro título no automobilismo viria na temporada 2015/2016, quando conquistou o MRF Challenge de Fórmula 2000. Na etapa final, quando foi sacramentado campeão na Índia, Fittipaldi venceu duas provas, uma delas dividindo o pódio com Mick Schumacher, filho do heptacampeão mundial de F1. No total, Pietro acumulou 4 vitórias, 9 pódios e 2 poles.

A conquista mais importante de sua carreira viria em 2017 na World Series Fórmula V8, competição semelhante ao que é hoje a Fórmula 2, principal porta de entrada para os pilotos chegarem na F1. Pietro dominou a temporada com 6 vitórias, 10 pódios e 10 poles, ganhando a maioria dos pontos para ter sua Superlicença de F1 emitida. O título veio justamente no Circuito Internacional do Bahrein, onde coincidentemente será a estreia de Fittipaldi na F1.

A conquista do brasileiro na World Series chamou atenção de equipes em várias categorias, principalmente pelas vitórias de Pietro em circuitos que fazem parte da história da F1, como Silverstone (Inglaterra), Jerez de la Frontera (Espanha) e Hermanos Rodriguez (México).

Em 2018, Pietro optou por acumular experiência em diversos campeonatos e foi o ano em que mais guiou carros diferentes na sua carreira. Ele começou o ano fazendo um teste na Fórmula E, correu uma etapa na Super Fórmula Japonesa em Suzuka e, em paralelo, competiu em seis corridas da Indy, categoria em que seu avô Emerson Fittipaldi fez sucesso com dois títulos e duas conquistas das 500 Milhas de Indianápolis.

O crescimento na Indy foi interrompido por um acidente nos treinos para as 6 Horas de Spa-Francorchamps, corrida em que brasileiro faria sua estreia no Mundial de Endurance (WEC). Após um período de recuperação, Fittipaldi mostrou muita superação para voltar a competir na Indy ainda em 2018, sendo destaque com top-10 em Portland.

Para fechar o ano de maneira ainda mais positiva, nas vésperas do GP do Brasil de F1, Fittipaldi foi confirmado como piloto de testes da Haas. Com a equipe americana, ele realizou treinos no Bahrein, Abu Dhabi e em Barcelona antes de fazer sua estreia na maior categoria do automobilismo, percorrendo 422 voltas e aproximadamente 2.500 km com a equipe, percurso de aproximadamente 7 Grandes Prêmios. Em paralelo, se mantendo ativo nas competições, o brasileiro disputou a temporada completa de 2019 da DTM, na Alemanha, antes de ser oficializado como piloto reserva da Haas para 2020.

Em um ano atípico, Fittipaldi aguardou a oportunidade da equipe americana para fazer sua estreia neste final de semana no Bahrein, tendo feito diversos testes de simulador com a equipe e ainda participou de etapas da F3 Asiática para seguir em competição em 2020.