列赛的新任年度总冠军之姿，正式转战F1赛事，第一年就加入了向来以敢大胆启用新人着称的威廉士车队（Team Williams），首次登场赛为2001年赛季第一站，于澳洲墨尔本举办的澳洲大奖赛（Australian Grand Prix）。在同年第五站，于西班牙巴塞隆纳举行的西班牙大奖赛（Spanish Grand Prix）中蒙托亚获得第二名的成绩，成为他个人第一次登上颁奖台并获得分站积分的纪录。至于蒙托亚的第一次分站冠军奖盃，则是2001年赛季的第15站，于义大利蒙扎赛车场（Monza）所举行的义大利大奖赛