W 2011 roku Amerykanin przeniósł się do Formuły Renault 3.5, nawiązując współpracę z brytyjską ekipą Fortec Motorsport. Rossi w pierwszym wyścigu (w Aragonii) stanął na najwyższym stopniu podium, natomiast w niedzielnym starcie zajął drugie miejsce. Dzięki temu został pierwszym liderem mistrzostw. Dalsza część sezonu nie układała się jednak po myśli Rossiego, który w pewnym momencie spadł nawet poza czołową trójkę klasyfikacji generalnej. Ostatecznie jednak zmagania zakończył na 3. pozycji. Na podium zameldował się jeszcze czterokrotnie, odnosząc przy tym drugie zwycięstwo, na francuskim torze Paul Ricard.
Na sezon 2014 Amerykanin podpisał kontrakt z malezyjską ekipą Caterham Racing na starty w serii GP2. Wystartował łącznie w dwunastu wyścigach, spośród których w trzech zdobywał punkty. W sprincie w Austrii uplasował się na piątej pozycji, co było jego najlepszym wynikiem w sezonie. Uzbierał łącznie dwanaście punktów, które zapewniły mu 21. miejsce w końcowej klasyfikacji kierowców.