Pada tahun 2008 Rosberg kembali memukau. Ia finish P3 di GP Australia 2008, walaupun memang sedikit berbau keberuntungan karena lawannya berguguran. Pada tahun 2008 ini ia mendapat rekan setim baru, Kazuki Nakajima. Sepanjang musim 2008 ia tampil luar biasa, setelah podium di Australia, ia sempat beberapa kali masuk posisi 8 besar, tetapi gagal meraih poin akibat reliabilitas mobil Williams yang kembali menurun saat balapan memasuki pertengahan musim. Di Kanada ia berhasil lolos dari keteledoran Lewis Hamilton yang tidak melihat lampu merah di pintu keluar pitlane, sebagai hasilnya, Lewis kemudian menyeruduk Kimi Raikkonen dari Scuderia Ferrari. Rosberg kemudian kembali meraih poin di Eropa saat finish ke-8. Memasuki seri balapan malam di Singapura, Rosberg sebenarnya tidak terlalu yakin bahwa dirinya akan meraih podium, tetapi berkat kecelakaan yang dialami oleh Nelson Angelo Piquet, secara mengejutkan Rosberg mampu finish kedua di balapan tersebut. Bahkan seandainya saja ia tidak terkena penalti "refueling" saat safety car masuk ke trek, mungkin ia bisa saja meraih kemenangan perdananya di F1. Rosberg mengakhiri musim 2008 dengan raihan 17 poin dan berada di P13 klasemen akhir.