Debutnya di GP2 tidak berjalan begitu positif. Terbukti ia baru merasakan podium pertama jusrtu di musim 2013. Dia finis kedua pada sprint race di Sirkuit Silverstone, Inggris.

Puncak karier Rio pada ajang GP2 terjadi musim 2015. Gabung tim Campos Racing, ia sukses bersaing menjadi juara umum. Total ia mengemas tiga kemenangan dan dua kali naik podium dua.

Hasilnya Rio berada di posisi lima klasemen. Performa apiknya di GP2 2015, membuatnya mendapat tawaran dari Manor Racing untuk naik kelas ke kasta tertinggi balapan formula: F1.

Namun semua tahu, tampil di F1 tidak gratis. Rio pun dipatok untuk membayar 15 juta euro oleh tim Manor. Berkat bantuan dari sponsor yang setia mendukungnya sejak awal karier, Pertamina dan usaha manajemen sendiri, Rio akhirnya dikontrak oleh Manor untuk F1 2016.