Na początku sezonu 1980 Piquet zdobył punkty w Grand Prix Argentyny i RPA (wyścigi te wygrali odpowiednio Alan Jones w Williamsie FW07 oraz René Arnoux w turbodoładowanym Renault RE20). W czwartym wyścigu sezonu, o Grand Prix Stanów Zjednoczonych Zachód Piquet w poprawionym Brabhamie BT49 z ulepszonymi sekcjami bocznymi, nadwoziem i zawieszeniem wywalczył pole position z przewagą ponad jednej sekundy i wygrał wyścig, prowadząc od startu do mety. Piquet w pozostałych do końca sezonu eliminacjach zdobył punkty w siedmiu z dziesięciu wyścigów. Pod koniec sezonu, na Grand Prix Holandii odbywające się na szybkim torze Circuit Park Zandvoort, wydłużono rozstaw osi w Brabhamie BT49 o 7,5 cm, a samochód był ustawiony tak, by minimalizować opór powietrza. W wyścigu wygrał Piquet po tym, jak Alan Jones zniszczył swój samochód wskutek otarcia o krawężnik. Piquet wygrał kolejny wyścig, o Grand Prix Włoch i objął prowadzenie w mistrzostwach. Do końca sezonu model BT49 był prawdopodobnie najszybszym samochodem napędzanym silnikiem Cosworth, ale Piquet stracił tytuł na rzecz Jonesa w przedostatnim wyścigu sezonu – o Grand Prix Kanady, kiedy to rozwinięty silnik zepsuł się w samochodzie Brazylijczyka w czasie, gdy prowadził on w wyścigu. BT49 prowadzone przez drugich kierowców zespołu – Zunino, a następnie od połowy sezonu Héctora Rebaque – albo nie kończyły wyścigów, albo nie zdobywały punktów; wyjątkiem było szóste miejsce Rebaque w Kanadzie. Zespół zajął trzecie miejsce w klasyfikacji konstruktorów, za Williamsem i Ligierem, chociaż miał w praktyce tylko jednego kierowcę zdolnego zdobywać punkty.