En 2001, l'espoir colombien Juan Pablo Montoya remplace Button prêté à Benetton Formula et Michelin remplace Bridgestone. La FW23 apparaît comme très performante, remportant à Imola la première victoire de l'équipe depuis 1997 (la première de Ralf Schumacher), suivie de trois autres à Montréal, Hockenheim et Monza, où Montoya remporte sa première victoire. Williams-BMW est à nouveau troisième du championnat mais s'est sensiblement rapprochée de Ferrari et McLaren.