Le 12 mars 2006, Nico Rosberg réalise des débuts prometteurs en Formule 1 au Grand Prix de Bahreïn. Qualifié sur la douzième place sur la grille, victime d'un accrochage au premier virage, il termine la course dans les points (septième) et réalise le meilleur tour en course, il ravit du même coup à Fernando Alonso le titre de plus jeune pilote à réaliser le meilleur temps en course (record battu en 2016 par Max Verstappen). , déclarait à l'issue de la course le directeur technique de l’écurie Williams, Sam Michael. Dès sa deuxième course dans la catégorie reine du sport automobile, une semaine plus tard, en Malaisie, Nico surprend encore en obtenant une prometteuse troisième place sur la grille de départ mais la casse de son moteur Cosworth l’empêche de terminer la course. Il termine à nouveau dans les points avec la septième place au Grand Prix de Saint-Marin. La suite de la saison est plus difficile : non seulement il subit le manque de fiabilité récurrent et la baisse de performance de sa monture, mais il se montre également régulièrement moins rapide que son expérimenté coéquipier Mark Webber. Il est, de plus, mêlé à quelques incidents de course, comme en Australie, où il s'accroche avec Felipe Massa et Christian Klien, ou au Canada, où il s'accroche avec Juan Pablo Montoya. Il ne voit également pas la fin du premier tour en Allemagne et au Brésil, où il sort de la piste. Il achève sa première saison à la dix-septième place du championnat avec quatre points, derrière Webber, treizième avec sept unités.