2020 startete er für Williams in der Formel 1, wo er zuvor Test- und Ersatzfahrer war. Dort ersetzt er Robert Kubica und wurde Teamkollege von George Russell. Für seine Karriere in dieser Rennserie wählte er die 6 als permanente Startnummer, die zuletzt 2014 bis 2016 von Nico Rosberg benutzt wurde. Da aufgrund der COVID-19-Pandemie zahlreiche Rennen abgesagt oder verschoben wurden, musste Latifi bis zum Großen Preis von Österreich im Juli auf sein Debüt warten. Hierbei erreichte er den elften Platz. Bei seinem Einstand verpasste er damit nur knapp einen Punkterang. Allerdings war er in dem von zahlreichen Ausfällen geprägten Rennen auch der letzte Fahrer, der ins Ziel kam. Er beendete die Saison auf dem 21. Platz der Fahrerwertung.