Huonon kauden jälkeen Frank Williams ilmoitti tarvitsevansa uuden moottorintoimittajan, ja päätyi Renault'iin. Renault oli ensimmäiset vuodet epäluotettava, mutta kun lopulta Renault sai moottorinsa kestämään, alkoi Williams jälleen dominoida F1-sarjaa. Williams voitti ajajien mestaruuden neljästi ja valmistajien mestaruuden viidesti 1992-1997 välisenä aikana. Williams teki myös uuden ennätyksen ajamalla 24 peräkkäistä paalupaikkaa kausina 1992-93. Suurin takapakki Williamsille oli vuonna 1994 sattunut Ayrton Sennan kuolema San Marinon GP:ssä. Mansell, Prost, Damon Hill ja Jacques Villeneuve toivat mestaruuden Williamsille tuona aikana. Kaudet 1996-1997 olivat Williams-tallille sen F1-historian menestyksekkäintä aikaa, kun noina vuosina Williams saavutti kuljettajien MM-sarjassa kaksi ensimmäistä sijaa, sekä valmistajien MM-kultaa. Vuonna 1996 brittiläinen Damon Hill voitti maailmanmestaruuden ja kanadalainen Jacques Villeneuve saavutti kuljettajien sarjassa hopeaa. Vuonna 1997 oli Villeneuven vuoro voittaa henkilökohtainen maailmanmestaruus ja Hillin tilalle tullut saksalainen Heinz-Harald Frentzen saavutti puolestaan hopeaa kuljettajien sarjassa.