Pour rester en haut de l'affiche, Williams se doit de s'allier à un grand constructeur et de passer aux moteurs turbocompressés, à la place des vieux Cosworth DFV . C'est le cas avec Honda dès la fin de l'année 1983. Après quelques coups d'éclats en 1984, dont une victoire de Keke Rosberg au Grand Prix de Dallas, le Finlandais et Nigel Mansell emportent chacun deux succès l'année suivante. De sixième en 1984, elle remonte à la troisième place.