Nella stagione 2020 diventa collaudatore e pilota di riserva della Williams, prendendo parte alle prove libere nel Gran Premio di Stiria. In occasione del Gran Premio di Sakhir (Bahrein) viene annunciato il suo debutto come pilota titolare in sostituzione di George Russell, a sua volta chiamato in Mercedes al posto di Lewis Hamilton, risultato positivo al SARS-CoV-2. Aitken chiude la gara di debutto in sedicesima posizione, dopo essere stato protagonista di un testacoda. Nel dicembre dello stesso anno prende parte ai test post stagionali ad Abu Dhabi.