Pada musim 2008, Dario memutuskan untuk turun diajang NASCAR bersama tim Chip Ganassi Racing. Ia menggunakan mobil Dogde bernomor 40 (yang sebelumnya dipakai oleh Sterling Marlin). Dengan bergabungnya Dario ke NASCAR, berarti ia akan menemani Juan Pablo Montoya di tim yang sama. Dario kemudian bertahan di ajang NASCAR sampai akhir musim 2008.
Mulai musim 2009, Dario kemudian pindah lagi ke ajang IndyCar Series, dan bergabung bersama Chip Ganassi Racing. Ia mengantungi lima kemenangan lomba dan berhasil menjadi juara dunia IndyCar untuk kedua kalinya (setelah CART dan IndyCar resmi merger. Musim 2010 ia pun berhasil mempertahankan gelar juara dunianya setelah melalui perjuangan keras di balapan terakhir di Homestead-Miami Speedway.[1][2] Musim 2011, Franchitti kembali mempertahankan gelar juara IndyCar-nya sekalipun di balapan saat ia meraih gelar juara diwarnai insiden tragis meninggalnya Dan Wheldon.[3]
Pada tahun 2012, Franchitti berhasil memenangi Indianapolis 500 untuk ketiga kalinya sepanjang karier.[4]