Nel 1988, oltre a replicare questi impegni, diviene test-driver in casa McLaren-Honda. Finalmente, nel 1989, ha l'occasione di debuttare in Formula 1 sostituendo Johnny Herbert alla Benetton. La stagione non è fortunata ed il miglior risultato è un quinto posto nel G.P. d' Australia. Pirro raccoglie però una importante vittoria con le vetture da Turismo aggiudicandosi la 24 Ore del Nurburgring assieme a Roberto Ravaglia e Fabien Giroix. Nel 1990 è in F.1 con la scuderia Dallara. Il campionato è ancora deludente. Emauele salta le prime due corse a causa di una epatite, poi termina soltanto tre G.P.. L'anno successivo, ancora con la Dallara, Pirro riesce a conquistare soltanto un punto mondiale a Monaco. La carriera in F.1 si conclude ma quella nelle altre classi, e particolarmente con i prototipi e nelle gare di durata, sarà decisamente migliore. Corre in DTM, vince il campionato italiano Turismo nel 1994 e nel 1995 e quello STW nel 1996, ma è con i prototipi AUDI che Pirro firmerà le sue più belle imprese. Nel 1999 è terzo a Le Mans, con la famosa R8. Con la rinnovata vettura della "Casa degli anelli", in squadra con Tom Kristensen e Frank Biela, vince la 24 Ore di Le Mans  nel 2000. 

Lo stesso anno vince anche la 12 Ore di Sebring. Si ripete a Le Mans nel 2001, anno nel quale si aggiudica anche il campionato ALMS. Vince nuovamente, sempre con gli stessi compagni,  la 24 Ore di Le Mans nel 2002. Arriva terzo nella maratona francese dal 2003 al  2005, anno in cui si aggiudica per la seconda volta il campionato ALMS. L'anno successivo porta al successo a Le Mans, assieme a Biela e Werner, la rivoluzionaria R10 a motore Diesel. Si ripete, per la quinta volta, nel 2007 anno in cui bissa anche la 12 Ore di Sebring.  La stagione 2008 è l'ultima con i prototipi Audi: ottimi piazzamenti, una vittoria a Detroit ed una pole nell'ultima gara a Laguna Seca dove arriva secondo. Emanuele Pirro si ritira e, al momento della stesura di questa scheda, deve ancora decidere del suo futuro. Certamente però, grazie alla sua enorme esperienza, non si allontanerà molto dal mondo delle corse.