Pada 1994 Coulthard masih belum juga bisa mendapat kursi F1 yang diharapkannya, hingga akhirnya ia memilih terus berkiprah di Formula 3000 dan "test-driving". Tapi, nasib berbicara lain. Kecelakaan tragis yang menewaskan Ayrton Senna di Imola 1994 membuatnya dipanggil Frank Williams untuk mengisi posisi di Williams sebagai pembalap penuh waktu secara dadakan mulai di GP Spanyol. Meski hanya berlomba di delapan balapan, karena posisinya bergantian dengan Nigel Mansell, Coulthard akhirnya mampu finis ke delapan dalam klasemen pembalap.