2013 blieb Rosberg bei Mercedes. Mit Hamilton erhielt er einen neuen Teamkollegen. Beim Saisonauftakt in Australien schied Rosberg mit technischen Problemen aus. Eine Woche später in Malaysia hatte er in der Schlussphase Chancen auf eine Podest-Platzierung. Allerdings wurde ihm mehrfach von der Teamleitung zu verstehen gegeben, dass er Hamilton, der auf Platz drei lag, nicht angreifen solle. Er kam auf dem vierten Platz ins Ziel. Beim vierten Rennen in Bahrain erzielte Rosberg die Pole-Position. Im Rennen verlor er jedoch einige Positionen und wurde Neunter. Ein Rennen später, beim Großen Preis von Spanien startete Rosberg ein weiteres Mal von der Pole-Position. Im Rennen erreichte er den sechsten Platz. Auch im folgenden Rennen in Monaco erzielte Rosberg die Pole-Position. Im Vergleich zu den vorherigen zwei Grands Prix gelang es ihm diesmal aber, die Führung durchgängig zu behalten und das Rennen zu gewinnen. Zwei Rennen später in Großbritannien folgte sein zweiter Saisonsieg. Er profitierte dabei von einem Reifenschaden seines Teamkollegen Hamilton sowie von einem technischen Defekt Sebastian Vettels. Beim Großen Preis von Indien wurde Rosberg Zweiter. Eine Woche später in Abu Dhabi kam er auf dem dritten Platz ins Ziel. Rosberg beendete die Saison auf dem sechsten Platz in der Fahrerwertung. Mit 171 zu 189 Punkten unterlag er intern Hamilton.