7 ноября в Williams подтвердили что Накадзима станет партнёром Росберга по команде Williams в сезоне 2008 года. Старт сезона 2008 на Гран-при Австралии прошёл успешно для Накадзимы. Он финишировал седьмым, но получил шестое место после дисквалификации Рубенса Баррикелло. Позднее он финишировал седьмым на Гран-при Испании, квалифицировавшись впереди напарника. Инцидент в первом повороте с Джанкарло Физикеллой в Стамбуле привёл японца к сходу. Накадзима набрал два очка в Монако, где до него ни один японский пилот Формулы-1 не смог набрать очки.. Кадзуки сошёл на Гран-при Канады 2008 года после аварии в стену пит-лейн, когда он ехал за новым передним антикрылом. Накадзима заработал очко на Гран-при Великобритании 2008 года. В первой ночной гонке в истории Формулы-1 в Сингапуре, Накадзима впервые прошёл в третью часть квалификации, он занял десятое место на стартовой решётке. А к финишу он пришёл девятым так и не заработав очков. На последнем Гран-при Великобритании, проходящем в Сильверстоуне, Накадзима показал лучший в карьере квалификационный результат, показав пятое время.