Kaudella 1982 Rosberg ajoi vapaastihengittävällä moottorilla toiminutta Williamsin autoa, mutta hän kilpaili silti maailmanmestaruudesta vahvoja turboahtimia käyttäneitä talleja vastaan. Itävallan GP:ssa voitto oli lähellä, mutta Rosberg hävisi lopulta viidellä sekunnin sadasosalla Elio de Angelisille, joka voitti uransa ensimmäisen kilpailun. Seuraavan kilpailun, Sveitsin GP:n, Rosberg voitti. Kauden päättäneessä Las Vegasin Grand Prix'ssa McLarenin John Watson olisi voinut ohittaa Rosbergin pisteissä, jos hän olisi voittanut, mutta Watson sijoittui toiseksi Michele Alboreton jälkeen. Rosbergin taas piti sijoittua vähintään viidenneksi, jotta hän voittaisi mestaruuden. Rosberg ajoikin viidentenä maaliin ja pääsi juhlimaan F1:n maailmanmestaruutta ensimmäisenä suomalaisena ja myös ensimmäisenä pohjoismaalaisena. Rosberg kertoi, ettei hän kokenut voittaneensa mestaruutta Suomelle, vaan itselleen, koska hän ei saanut kovinkaan suurta tukea Suomen medialta.