Hän sai lopulta ison virstansa vuonna 1991, kun hänet allekirjoitettiin Ferrarin Tyrrell-joukkueen johtajan Jean Alesin tilalle. Terveellä sponsoreiden ryhmällä, 1990-luvun Honda-moottoreilla, Pirelli-renkailla ja menestyksekkään 020-alustan kehittämisellä yhdistelmästä odotettiin paljon, ja jotkut ennustivat kilpailuvoittoja. Vaikka hänen kautensa alkoi 4. sijalla Phoenixissa, monet johtajista olivat lopettaneet ilman, että Modena pääsi lähellekään heitä. Imola oli märkä, ja Modena oli kolmannella sijalla. Seuraava kilpailu Monacossa oli vieläkin parempi, kun hän pääsi ensimmäisellä rivillä ystävänsä ja maailmanmestarin Ayrton Sennan rinnalla, ahdistaen McLarenin kuljettajaa, kunnes hänet pidätettiin liikenteessä ja kärsi voimakkaasta moottorin vikaa. Kanadassa Nigel Mansell hävisi viimeisellä kierroksella. Sen jälkeen Modenan muoto laski huonosti, kun Pirelli kamppaili kehittääkseen johdonmukaisen kilpa-renkaan, kun taas raskaat Honda-moottorit tekivät 020-alustasta (alkuperäisesti suunniteltu Cosworth DFR V8: lle) vaikeaksi tasapainottaa. Vaikka Modena jatkoi pääsyään sarjan yläpuolelle, - hän kamppaili kisoissa, saadessaan vain yhden pisteen kuudenneksi.
Japanin Grand Prix.