2016 absolvierte Bottas seine vierte Formel-1-Saison für Williams. Ein dritter Platz beim Großen Preis von Kanada war seine beste Platzierung. Beim Großen Preis von Mexiko stellte Bottas mit einer Geschwindigkeit von 372,5 km/h einen neuen Rekord bei der Höchstgeschwindigkeit einer offiziellen FIA-Messung in der Formel 1 auf. In der Fahrerwertung wurde er Achter.