Formuła 2 W 2017 roku awansował do bezpośredniego przedsionka Formuły 1, Formuły 2. Podpisał kontrakt z włoską ekipą Prema Racing, która broniła wówczas mistrzowski tytuł. Partnerował Monakijczykowi Charles’owi Leclercowi, jednak już od samego początku sezonu pozostawał w cieniu zespołowego kolegi. Sytuację dobrze obrazuje klasyfikacja generalna. Monakijczyk sięgnął po tytuł mistrzowski ze zdecydowaną przewagą, z kolei Fuoco zmagania zakończył dopiero na 8. lokacie. Zdobył zaledwie 98 punktów w stosunku do 282 Leclerca. Fuoco największe straty poniósł przede wszystkim jednak w pierwszej połowie sezonu, głównie z powodu trudności z radzeniem sobie z degradacją ogumienia, własnych błędów, a także kolizji z rywalami. Nierówna forma skutkowała także utratą tytułu przez zespół Premy. W pierwszej w sezonie sesji kwalifikacyjnej, która została rozegrana na torze w Bahrajnie, Fuoco uzyskał drugi czas, co zwiastowało obiecujące wyniki. W trakcie czasówki przeszkadzał jednak Rosjaninowi Artiomowi Markiełowowi w osiągnięciu szybkiego okrążenia, za co został relegowany na piąte miejsce. W sobotnim wyścigu Włoch stracił na starcie kilka pozycji i ostatecznie dojechał na dziewiątym miejscu za Japończykiem Nobuharu Matsushitą, przez co nie mógł startować z pole position w niedzielę. W drugim podejściu również nie popisał się dobrym startem.