Stroll rimase alla Williams anche nel 2018, venendo affiancato dal debuttante russo Sergej Sirotkin. L'inizio della stagione fu piuttosto difficile per il pilota canadese, principalmente a causa della scarsa competitività della monoposto. Nell'inaugurale Gran Premio d'Australia Stroll tagliò il traguardo in quattordicesima posizione, davanti al solo Brendon Hartley, lamentando problemi di surriscaldamento e di assetto durante tutta la gara. Stroll confermò il risultato anche nelle due gare seguenti, non riuscendo mai a lottare per i punti. Nel successivo Gran Premio di Azerbaigian il canadese, dopo essere partito dalla decima posizione, sfruttando i diversi ritiri e incidenti davanti a lui, giunse ottavo, ottenendo i primi punti stagionali per lui e la Williams.