Johnny Servoz-Gavin aurait pu avoir une carrière intéressante en F1, mais il ne se considérait pas comme un pilote professionnel.

Après avoir fréquenté l'école de pilotage de Magny-Cours, il fait ses débuts en Formule 3 en 1965 au volant d'une Brabham appartenant à sa petite amie. Classé quatrième au championnat, il est engagé par Matra Sports pour disputer la saison suivante de Formule 3. Il remporte trois épreuves, deux fois sur le circuit de Montlhéry et une fois au Mans, ce qui lui permet de décrocher le titre. Il participe également aux 24 Heures du Mans avec Jean-Pierre Beltoise sur une Matra qui abandonne durant la nuit.

L'année suivante, il passe à la catégorie supérieure, en F2. Il monte sur le podium lors de la dernière épreuve sur le circuit de Rome. La même année, il fait ses débuts en F1 lors du Grand Prix de Monaco, mais il ne reste que quatre tours dans la course à cause d'un problème d'alimentation sur sa MS5. Cependant, lors du Grand Prix d'Espagne disputé hors championnat, il se classe quatrième.

En 1968, Jackie Stewart étant blessé au poignet, c'est à Johnny que revient le rôle de le remplacer au volant de la Matra pour le Grand Prix de Monaco. Il se qualifie en deuxième position et prend la tête de la course dès le départ, mais il ne dure que trois tours avant qu'il ne frôle de trop près la barrière de Mirabeau, endommageant sa roue et le contraignant à abandonner. Cette performance lui permet de rester en F1. Il est engagé par Cooper pour le Grand Prix de France, course marquée par la mort de Jo Schlesser, durant laquelle il ne participe qu'à cette épreuve. Sur l'autodrome de Monza, Matra engage une troisième voiture pour lui. Parti de la quatorzième place, il remonte dans le classement et, après une belle bataille avec Jacky Ickx, décroche in extremis la deuxième place.

En 1969, Johnny se retrouve aux commandes d'une Matra MS84, une F1 à quatre roues motrices. Il est le seul à la placer dans les points, en terminant sixième au Canada, à six tours du vainqueur ! Cette même saison, il connaît une bien meilleure réussite en F2, montant sur six podiums, dont trois fois sur la plus haute marche, et remportant aisément le titre européen de F2. La saison suivante, l'équipe Tyrrell commande des March à Stewart et Johnny ; le pilote français termine cinquième en Espagne. Il manque sa qualification pour le Grand Prix de Monaco. Il s'agit de sa dernière participation en F1. En effet, le team Tyrrell explique ce retrait par la perte d'une partie de la vision de son œil gauche, après un accident lors d'un rallye. Il semblerait en réalité que Johnny ait décidé de démissionner, hanté par la vision d'un accident.

Johnny Servoz-Gavin met un terme à sa carrière de pilote automobile et voyage à bord de son bateau. En 1982, il est grièvement brûlé lorsqu'une bonbonne de gaz explose sur son bateau, mais il se rétablira et continuera à voyager.