En 1985, Frank Williams fait appel à lui pour conduire aux côtés de Keke Rosberg dans l'écurie Williams. Au volant d'une voiture en progrès constants tout au long de la saison, Nigel termine deuxième au GP de Belgique sur le Circuit de Spa-Francorchamps puis signe la première victoire de sa carrière en 72 départs lors du GP d'Europe sur le Circuit de Brands Hatch au Royaume-Uni. Il enlève dans la foulée une seconde victoire au GP d'Afrique du Sud sur le Circuit de Kyalami près de Johannesbourg. Alors que le petit monde de la F1 avait longtemps considéré Mansell comme un pilote de second plan, ces succès contribuent à infléchir positivement son image.