En 2003 Davidson se estrenó en la resistencia, aunque su primera aparición en Le Mans (en GTS) se saldó con un abandono. Volvió en 2009, cuando ya se había retirado de la F1, y con Aston Martin fue 11º en LMP1 (13º en la general).

Con Gené de compañero, en Peugeot, sumó un abandono en 2010 y un cuarto puesto en 2011. Con el adiós del equipo francés pasó a Toyota, y en 2012 sufriría un fuerte accidente. Se desquitaría sumando dos podios en las siguientes dos ediciones (2º en 2013 y 3º en 2014) y ese último año lograría ser campeón del WEC junto a Buemi.

Tras un paso atrás en 2015, en 2016 formaba parte del equipo que sufrió uno de los finales más crueles que se recuerdan en el automovilismo, el Toyota #5 que abandonó yendo líder a poco más de una vuelta de una carrera de 24 Horas. A la loca edición de 2017 llegaron liderando el campeonato, pero en los primeros instantes sufrieron un problema mecánico que les hizo perder toda opción.