Under den sista tävlingshelgen av Formel 1-VM 2012, Brasiliens Grand Prix, gick det rykten om att Bottas skulle ersätta Senna i Williams inför . Williams dåvarande delägare, Toto Wolff, dementerade uppgifterna, men den 28 november bekräftade stallet Bottas som Sennas ersättare. Bottas blev den åttonde finska F1-föraren i historien. Hans stallkamrat blev venezuelanen Pastor Maldonado.