Zur Saison 2013 gab Bottas als Stammpilot von Williams sein Formel-1-Renndebüt. Dabei erzielte er in Australien den 14. Platz. Beim Großen Preis von Kanada qualifizierte sich Bottas für den dritten Platz. Im Rennen fiel er jedoch zurück und kam auf dem 14. Platz ins Ziel. In den USA schaffte es Bottas erneut unter die ersten zehn in der Startaufstellung. Es gelang ihm diesmal, auch in den Top-10 ins Ziel zu kommen und erzielte mit einem achten Platz erstmals Punkte. Bottas beendete die Saison auf dem 17. Gesamtrang.