Seria GP3 Na sezon 2010 Haryanto podpisał kontrakt z brytyjską stajnią Manor Racing, na udział w nowo utworzonej serii GP3. Debiut w serii jak na swój wiek, Indonezyjczyk miał niezwykle udany. W ciągu sezonu sześciokrotnie dojechał na punktowanej pozycji, z czego trzykrotnie na podium (w tym raz zwyciężył, podczas sprintu na tureckim torze Istanbul Park). Dorobek 27 punktów zagwarantował mu bardzo wysoką 5. lokatę.
W kolejnym roku współpracy Indonezyjczyk nie zanotował znaczącego progresu, uzyskując zaledwie cztery punkty więcej, aniżeli w zeszłym sezonie. Rio pięciokrotnie znalazł się na punktowanych lokatach, z czego cztery razy na podium. Odniósł dwa zwycięstwa – w pierwszym wyścigu na Nürburgringu oraz drugim na Hungaroringu. W klasyfikacji generalnej zajął jednak dopiero 7. miejsce.
Seria GP2 thumb|240px|Rio Haryanto podczas wyścigu GP2 na torze Spa-Francorchamps (2013) W 2012 roku Indonezyjczyk zdobył posadę etatowego kierowcy wyścigowego w przedsionku Formuły 1 – Serii GP2. W pierwszy sezonie startów zdołał nawet wygrać jeden z wyścigów. Uzbierane 38 punktów dało mu czternaste miejsce w klasyfikacji końcowej. Rok później był nieco gorzej. W ciągu 22 wyścigów, w których wystartował, tylko raz stanął na podium.