Newgarden gyerekkorában baseballozott és kosarazott is, mielőtt tizenkét éves korában ki nem próbálta a gokartot. 2006-ban már két gokartos szériában is bajnoki címet szerzett. Még ugyanebben az évben elindult első formulaautós bajnokságában, a Skip Barber Racing School bajnokságban, ahol második helyen végezett, majd két évvel később is ugyanebben a pozícióban zárt. 2009-ben a Brit Formula Ford sorozatban indult, ahol ismételten második lett.[4]
GP3
2010-ben Európában próbált szerencsét, ahol az legelső GP3 sorozatban indult a Carlin színeiben.[5] Az első négy forduló során nem tudott pontot szerezni, majd a hockenheimringi időmérőn megszerezte a pole-pozíciót, de pontot ismét nem szerzett. Az utolsó versenyekig kellett várnia az első pontokra, legjobb helyezése egy ötödik hely volt a szezonzáróról.
Indy Lights
2011-re visszatért Amerikába és az IndyCar előszobájának számított Indy Lights bajnokságban talált magának helyet.[6] A Sam Schmidt Motorsports színeiben megnyerte rögtön az első versenyét, majd legközelebb az Indianapolisi 500 betétfutamán, a Freedom 100-on tudott győzedelmeskedni.
A szezon 14 futama során 5 győzelmet aratott és csupán négyszer maradt le a dobogóról. A Hew Hampshire-i oválversenyen az egész mezőnyt lekörözve tudta megnyerni a viadalt.[4] Az év végén majd' százpontos előnnyel nyerte meg a bajnokságot egy futammal a vége előtt, Esteban Guerrierit megelőzve.
IndyCar
Sarah Fisher Hartman Racing
2012-re a Sarah Fisher Hartman Racing szerződtette le az IndyCarba a teljes szezonra. Az év során egyszer sem fért be a Top 10-be, legjobb helyezése az első versenyen elért 11. helye volt. A sonomai futamon Newgarden nagy balesetet szenvedett Sébastien Bourdais-vel, mely során eltörte a bal mutatóujját. A következő futamon így Bruno Junqueira helyettesítette.[7] A következő éve jobban kezdődött, a második futamon kilencedik, a negyediken pedig ötödik lett. A szezon során még Poconóban és Houstonban végzett a legjobb ötben, de legjobb helyezése egy második hely volt Baltimore-ból, ami egyben az első dobogós helyezése is volt. A szezont az előző 23. helyezéséhez képest a 14. helyen zárta, a következő évben pedig még egy helyet előre jött. A következő esztendőben az első tíz futamon csak kétszer szerepelt a legjobb tízben, azután viszont Iowában kis híján megszerezte a győzelmet, ám az utolsó boxkiállásánál felmerülő problémák miatt csak a második helyen zárt.[4]
CFH Racing
2015-ben a Sarah Fisher Hartman Racing és az Ed Carpenter Racing összeolvadásából létrejövő CFH Racing pilótája lett. A csapat húzóembereként a szezon negyedik versenyén Alabamában megszerezte első győzelmét, majd ezt pár fordulóval később Torontóban meg tudta ismételni. Ezután még két oválversenyen lett második, az év végét pedig a hetedik helyen zárta.[4]
Ed Carpenter Racing
Sarah Fisher kivonulása után Newgarden az újra megalakuló Ed Carpenter Racing csapatnál maradt. Alabamában ismét jól szerepelt, ezúttal a harmadik lett, de indianapolisban ennél is jobban szerepelt. Az időmérőt a második helyen zárta, majd a futamon a győzelemre is esélyes volt, de végül a harmadik helyen végzett Rossi és Muñoz mögött. Pár futammal később Texasban hatalmas balesetet szenvedett, mely során eltörte a jobb kezét és vállát is.[8] A rehabilitációja utáni első versenyén a legjobb tízben végzett, de a következő futamon ezt is túlszárnyalta. Iowában 28 nappal a balesete után abszolút dominanciával nyerte meg a versenyt.[9] A 300 körből 282-t töltött az élen, ami rekordnak számít az IndyCarban.[10] Ennek is köszönhetően az összetettet a negyedik helyen zárta.
Team Penske
2016 októberében bejelentették, hogy a 2017-es szezonban Newgarden a Team Penske csapatával fog versenyezni.[11] Rögtön a harmadik versenyén az új csapatával megnyerte újfent az alabamai versenyt. Egész évben bajnokesélyesként tekintettek rá, majd a legjobbkor kezdett formába lendülni. Az év utolsó hat versenyéből hármat megnyert, kettőn pedig második lett. A szezonzárón megszerezte karrierje csupán második pole-pozícióját, majd a versenyen elért második helyével megnyerte a bajnokságot első penskes évében.[4]