In der Saison 2016 setzte Williams die Motorenpartnerschaft mit Mercedes fort. Das Einsatzfahrzeug war der Williams FW38. Fahrerpaarung blieb mit Bottas und Massa, der hier sein letztes Formel-1-Jahr bestreiten wollte, unverändert. Dem Team gelang es nicht, die Positionierung der beiden Vorjahre zu halten. Zwar konnte Williams in 18 von 21 Saisonrennen in die Punkte fahren; es gab allerdings nur eine Podiumsplatzierung. Mit seinem dritten Platz beim Großen Preis von Kanada erzielte Bottas für Williams das beste Ergebnis des Jahres. Massas bestes Ergebnis waren zwei fünfte Plätze in Australien und Russland. Williams konnte von Saisonbeginn an nicht mit Mercedes, Ferrari und Red Bull mithalten. Die Saison war geprägt von einem Wettbewerb mit Force India um den vierten Platz der Konstrukteurswertung. Bis zum Frühherbst lag Williams vor dem Konkurrenten, der mit gleicher Motorisierung antrat. Beim Großen Preis von Malaysia überholte Force India allerdings und behielt den vierten Platz bis zum Saisonende. Nach dem letzten Rennen hatten Williams 138 und Force India 173 Weltmeisterschaftspunkte. Rückblickend machte der Williams-Ingenieur den FW38 für die Verschlechterung des Teams verantwortlich; der Wagen sei „einfach nicht schnell genug“ gewesen.