In 2006 moest Williams op zoek naar een nieuwe motorenleverancier, nadat BMW het Sauber-team had opgekocht en verder ging als BMW Sauber. Williams vond de nieuwe leverancier in Cosworth, de voormalige huisleverancier van Ford. Het seizoen 2006 werd een van de slechtste in de lange Formule 1-historie van Williams. Het team behaalde slechts elf WK-punten en eindigde op een achtste plaats in de strijd om de constructeurstitel. Vooral de onbetrouwbare Cosworth-motor bleek de boosdoener. De beste resultaten waren twee zesde plekken van Mark Webber in de Grand Prix van Bahrein en San Marino. Nico Rosberg bleek een talent te zijn en scoorde tijdens de openingsrace in Bahrein niet alleen twee WK-punten, maar wist ook beslag te leggen op de snelste raceronde. Hierna scoorde hij nog één keer in dat seizoen. Twee punten in de Grote Prijs van Europa, daarna viel hij vooral op door domme acties op de baan. Voor het eerst in de lange geschiedenis van het team werd er geen podium behaald. In totaal kwam Nico Rosberg van de achttien races slechts negen keer over de finish. Mark Webber slechts zeven keer. Deze maakte ook al voor het einde van het seizoen bekend, dat hij in 2007 zou rijden voor het team van Red Bull.