W 2008 roku niespodziewanie znalazł się w IndyCar Series, co było znacznym awansem sportowym, mając na uwadze stosunkowo niewielkie doświadczenie w niższych kategoriach wyścigowych oraz brak poważniejszych sukcesów. Jego pracodawcą został Dale Coyne, znany z zatrudniania kierowców o dużym wsparciu finansowym (Moraes jest spokrewniony z jednym z potentatów przemysłu celulozowego w Brazylii).
W swoim pierwszym sezonie trzykrotnie zajmował miejsce w czołowej dziesiątce wyścigu. Jego najlepszym wynikiem była siódma pozycja na torze Watkins Glen International.
W sezonie 2009 przeniósł się do zespołu KV Racing Technology. Początek sezonu miał słaby, ale w drugiej części jego wyniki się poprawiły (m.in. trzecie miejsce na torze Chicagoland Speedway) i ostatecznie zajął 14. miejsce w klasyfikacji. W kolejnym sezonie początkowo zanosiło się, że nie znajdzie dla siebie miejsca w stawce kierowców, jednak ostatecznie wystartował ponownie w barwach powiększonego zespołu KV Racing.