Ganassi (2001–2002)

2001 wechselte Junqueira zu Chip Ganassi Racing in die nordamerikanische CART-Serie und fuhr einen Lola-Toyota. Sein Teamkollege war zunächst sein ehemaliger Formel-3000-Rivale Minassian, der jedoch nach dem siebten Rennen durch den CART-erfahreneren Rennfahrer Memo Gidley ersetzt wurde. Junqueira gewann das Rennen in Elkhart Lake und wurde 16. in der Gesamtwertung. Hinter Scott Dixon war er der zweitbeste Rookie. Während er sich teamintern gegen Minassian durchsetzte, unterlag er Gidley. Darüber hinaus nahm Junqueira für Chip Ganassi Racing in einem G-Force-Oldsmobile-Aurora am Indianapolis 500, einem Rennen der Indy Racing League, teil. Er wurde bei seinem Debüt nicht überrundet und wurde als Fünfter hinter Jimmy Vasser zweitbester Ganassi-Pilot. Zudem wurde er hinter dem Sieger Hélio Castroneves zweitbester Rookie in diesem Rennen.

2002 blieb Junqueira bei Chip Ganassi Racing. Kenny Bräck, der Vizemeister der Vorsaison, wurde sein neuer Teamkollege und auch Dixon startete ab dem vierten Rennen für Ganassi. Er gewann die Rennen in Motegi und Denver und wurde mit 164 zu 237 Punkten Vizemeister hinter seinem Landsmann Cristiano da Matta. Außerdem nahm er, diesmal in einem G-Force-Chevrolet, für Ganassi am Indianapolis 500 teil. Dabei erzielte er die Pole-Position. Im Rennen schied er jedoch mit Getriebeproblemen aus.

Newman/Haas (2003–2006)

Für die CART-Saison 2003 wurde Junqueira vom Meisterteam Newman/Haas Racing unter Vertrag genommen. Er ersetzte da Matta, der in die Formel 1 wechselte, und wurde Teamkollege von Sébastien Bourdais, der wie Junqueira Formel-3000-Meister war. Das Team setzte einen Lola ein und verwendete, wie ab dieser Saison alle anderen Teams auch, einen Cosworth-Motor. Bei den ersten zwölf Rennen kam Junqueira nur einmal nicht innerhalb der Top-5 ins Ziel und er erzielte einen Sieg in Elkhart Lake. Zu diesem Zeitpunkt führte er die Meisterschaft vor Paul Tracy an. In den letzten sechs Rennen erzielte er allerdings nur mit einem Sieg in Denver eine weitere Top-5-Platzierung und blieb dreimal ohne Punkte. Am Saisonende unterlag er schließlich Tracy und wurde mit 199 zu 226 Punkten Vizemeister. Bourdais, sein Teamkollege, hatte in der Saison zwar mehr Siege erzielt, mit 159 Punkten blieb er allerdings in der Gesamtwertung hinter Junqueira.

Nachdem der Rennveranstalter CART nach der Saison Konkurs anmelden musste, übernahm die OWRS die Organisation der Rennserie, die ab der Saison 2004 Champ Car World Series hieß. Junqueira und Bourdais blieben bei Newman/Haas Racing und waren in der Saison die bestimmenden Piloten. In den ersten sechs Rennen gewann Bourdais viermal und Junqueira wurde viermal Zweiter. In den letzten sechs Rennen stand Junqueira stets auf dem Podest und gewann in Montreal und Surfers Paradise. In der Fahrerwertung belegte er zum dritten Mal in Folge den zweiten Platz. Mit 341 zu 369 Punkten unterlag er in dieser Saison Bourdais. Die beiden erzielten für Newman/Haas Racing sechs Doppelsiege, wobei nur einmal Junqueira der Gewinner war. Außerdem kehrte Junqueira 2004 nach Indianapolis zurück, wo Newman/Haas als Ein-Mann-Team einmalig einen G-Force-Honda einsetzte. Er qualifizierte sich auf dem vierten Platz und kam in der Führungsrunde auf dem fünften Platz ins Ziel.

2005 startete Junqueira mit einem dritten Platz in Long Beach in die Saison. Beim zweiten Rennen in Monterrey gewann er und übernahm die Meisterschaftsführung vor seinem Teamkollegen Bourdais. Anschließend nahm Newman/Haas mit seinen beiden Einsatzpiloten in einem Panoz-Honda am 29. Mai am Indianapolis 500 teil. Im zweiten Renndrittel lag Junqueira auf der sechsten Position und war dabei A. J. Foyt IV, der mehrere Runden Rückstand hatte, zu überrunden. Vor Kurve 2 zog Foyt plötzlich nach innen, wodurch er Junqueira hinten rechts berührte. Junqueira verlor die Kontrolle über sein Fahrzeug und drehte sich in die Mauer. Junqueira verlor bei dem Unfall das Bewusstsein und wurde schwerverletzt ins Krankenhaus eingeliefert. Er hatte sich zwei Rückenwirbel gebrochen und musste notoperiert werden. Junqueira überstand den Unfall ohne eine Querschnittlähmung zu erleiden, musste sich aber länger von den Folgen des Unfalls erholen. Er fiel die gesamte Saison aus und wurde durch Oriol Servià, der hinter Bourdais Vizemeister wurde, vertreten.

Im Dezember 2005 testete Junqueira erstmals wieder in einem Champ-Car und er behielt für die Saison 2006 sein Newman/Haas-Cockpit. Während Bourdais mit sieben Siegen zum dritten Mal den Champ-Car-Titel gewann, waren drei zweite Plätze die besten Resultate von Junqueira. Er schloss die Saison auf dem fünften Platz ab. Zum Saisonende trennten sich Junqueira und Newman/Haas Racing nach vier Saisons.

Dale Coyne (2007–2008)

Anfang 2007 nahm Junqueira für das brasilianische Team an drei Veranstaltungen der A1GP teil. Dabei war ein siebter Platz seine beste Position. Anschließend kehrte er in die Champ Car World Series zurück und erhielt bei Dale Coyne Racing ein Cockpit als Teamkollege von Katherine Legge. Der Rennstall war, wie auch in den Vorjahren, permanent unterfinanziert. Dennoch gelang es Junqueira 11-mal in den 14 Rennen eine Top-10-Platzierung zu erzielen. Bei den aufeinander folgenden Rennen in Zolder, Assen und Surfers Paradise erzielte er einen zweiten und zwei dritte Plätze. In der Meisterschaft wurde er mit 233 Punkten Siebter und setzte sich damit teamintern gegen Legge durch, die mit 108 Punkten auf dem 15. Gesamtrang lag.

Anfang 2008 trat Junqueira zu zwei A1GP-Rennwochenenden an. Ein achter Platz war sein bestes Resultat. In der Saison 2008 trat er für Dale Coyne Racing in der IndyCar Series an, da die Champ-Car-Serie denn Rennbetrieb eingestellt und sich der IndyCar Series angeschlossen hatte. Sein Teamkollege wurde der Rookie Mario Moraes. Mit einem sechsten Platz als bestes Ergebnis beendete Junqueira die Saison auf dem 20. Rang. Er lag damit eine Position vor Moraes.