En 1995, pour sa première saison complète en Formule 1, Coulthard montre en de nombreuses occasions sa belle pointe de vitesse et signe plusieurs pole positions. Mais son inconstance en course et de nombreuses erreurs (la plus notable intervenant lors du Grand Prix d'Australie à Adélaïde où il perd le contrôle de sa monoplace dans l'allée des stands avant de heurter le mur) lui coûte beaucoup de résultats. D'autre part, Williams s'intéresse déjà de près à Jacques Villeneuve, alors en plein succès en CART aux États-Unis, et le convie à une séance d'essais privés à Silverstone, en compagnie de Hill et Coulthard. Les temps au tour du Canadien sont très peu éloignés de ceux des deux titulaires, qui connaissent parfaitement la voiture et le circuit, à tel point que quelques jours après cette séance, Coulthard apprend que son contrat chez Williams ne sera pas renouvelé. Il décroche tout de même sa première victoire en F1 à l'occasion du Grand Prix du Portugal, et termine du championnat.