Im Vorfeld des nächsten Grand Prix in Ungarn verlängerten Rosberg und Mercedes ihren Vertrag bis zum Ende der Formel-1-Weltmeisterschaft 2018. Die Verhandlungen für Rosberg führte dabei Gerhard Berger. Im Rennen in Ungarn verlor Rosberg mit einem zweiten Platz hinter Hamilton die Weltmeisterschaftsführung an seinen Teamkollegen. Anschließend wurde er Vierter in Deutschland, während Hamilton das Rennen für sich entschied. Nach der Sommerpause gewann Rosberg den Großen Preis von Belgien mit einem Start-Ziel-Sieg und darauf die Großen Preise von Italien und Singapur. Damit übernahm er erneut die Führung in der Weltmeisterschaft. Beim anschließenden Rennen in Malaysia wurde Rosberg zu Beginn des Rennens von Vettel gedreht und fiel ans Ende zurück. Er fuhr im Rennen noch auf den dritten Platz vor und da sein Teamkollege Hamilton mit einem Motorschaden ausgefallen war, baute er seine Weltmeisterschaftsführung weiter aus. Eine Woche später gewann Rosberg den Großen Preis von Japan. Bei den darauf folgenden Rennen in den USA, in Mexiko und Brasilien wurde er jeweils Zweiter hinter Hamilton.