Po roku przerwy z powodu braku sponsora w 1999 roku zadebiutował w amerykańskiej serii Champ Car, startując w zespole Rogera Penske. Sezon ukończył na 9 miejscu w klasyfikacji generalnej. Kontynuował starty również w 2000 roku, jednak bez większego sukcesu. Powrót Tarso Marquesa do Formuły 1 nastąpił w 2001 roku, także do Minardi. Startował wtedy u boku Fernando Alonso. Wyniki Brazylijczyka odbiegały jednak od oczekiwań i rezultatów partnera z zespołu i na trzy rundy przed zakończeniem sezonu został zastąpiony przez Malezyjczyka Alexa Yoonga, zostając tym samym zdegradowanym do roli kierowcy testowego włoskiej stajni. Tę samą rolę pełnił również w 2002 roku.
W sezonie 2004 powrócił do serii Champ Car, gdzie wystartował w trzech rundach w zespole Dale Coyne Racing. Ukończył tylko jedną rundę na 18 miejscu, co dało mu 22. miejsce w klasyfikacji ogólnej z dorobkiem 9 punktów. W 2005 roku wystartował już tylko w jednej eliminacji, kończąc ją jednak na najlepszej w karierze 11 pozycji. 10 punktów dało mu 24. miejsce. Pojawiły się spekulacje, że Marques mógł za sprawą dużego budżetu po raz czwarty powrócić do F1.