2013. május 30-án hivatalosan is bejelentették, hogy a 2014-től kezdődő turbómotoros korszakot a Renault helyett a Mercedesszel fogják elkezdeni. A csapat pilótapárosa Valtteri Bottas és Felipe Massa lettek, az új főszponzor pedig a Martini, aminek köszönhetően a legendás festés is visszatért a Forma-1-be: az autók fehér alapon piros-kék csíkokat kaptak. Az autó az egész idény folytán versenyképesnek bizonyult, versenyzőik a különösen erős gyári Mercedes-csapat mellett folyamatosan esélyesek voltak a dobogóra, néhány rosszul sikerült versenytől eltekintve. Az Osztrák Nagydíjon az első sorból indultak (Felipe Massáé lett a pole-pozíció), bár végül csak Bottas jutott fel a dobogóra, 3. helyével. A szezon végén kettős dobogó is összejött Massa 2. míg Bottas 3. helyen zárta az Abu-Dzabi nagydíjat. Így a 2005-ös monacói nagydíj óta most először volt két Willams versenyző az első 3 között. A csapat a 3. helyen zárta a 2014-es F1 szezont.