Sezon 2002 rozpoczął w barwach zespołu PacWest Racing, jednak po trzech wyścigach zespół wycofał się z rywalizacji z braku funduszów. Dla Oriola okazja do ponownego ścigania się pojawiła się w połowie sezonu w zespole Patrick Racing, który właśnie zwolnił Townsenda Bella. Sezon ten Hiszpan zakończył na 16. pozycji. W 2003 roku kontynuował starty w tym samym zespole z coraz lepszymi efektami, trzykrotnie meldował się na podium (dwa razy drugi, raz trzeci) i na koniec sezonu zajął siódme miejsce w klasyfikacji generalnej.
W sezonie 2004 znalazł zatrudnienie w słabszym zespole Dale Coyne Racing, dla którego wywalczył kilka bardzo dobrych wyników (w tym trzecie miejsce w wyścigu na torze Laguna Seca), a cały sezon zakończył na 10. miejscu. W następnym roku kontynuował starty w zespole Dale’a Coyne’a, ale przed trzecim wyścigiem sezonu zgłosił się do niego zespół Newman/Haas Racing, który szukał zastępcy dla kontuzjowanego Bruno Junqueiry. Hiszpan momentalnie stał się czołowym kierowcą praktycznie w każdym starcie stającym na podium (w sumie 7 razy), po raz pierwszy wygrał wyścig Champ Car i zdobył tytuł wicemistrza ustępując jedynie Sébastienowi Bourdais.