Nella stagione 1987 Frank Williams tornò a dirigere attivamente la scuderia, che dominò tutta la stagione; il mondiale si decise nelle ultime gare con una lotta interna tra i due piloti Williams. Dopo le prime cinque gare al comando della classifica c'erano Senna e Prost con due vittorie a testa, Mansell che vinse le due gare successive in Francia e Gran Bretagna si portò dal quinto al secondo posto a -1 dal brasiliano della Lotus. I due piloti Williams con le successive vittorie in Germania, Ungheria, Austria e Italia chiusero una striscia di sei vittorie consecutive al quale si sommarono ben nove pole position su nove gare. Piquet, leader della classifica con 63 punti era a +14 su un sempre più sorprendente Senna e a +20 da Mansell che lasciò troppi punti per strada a causa di errori e guasti della vettura, l'inglese che si dimostrò in più di un'occasione più forte del suo compagno vinse a Jerez e in Messico portandosi a -12. A Suzuka in Giappone Mansell fu vittima di un terribile incidente nelle prove libere che gli impedì di correre le ultime due corse, e permise a Piquet di vincere il suo terzo titolo. In Australia Mansell fu sostituito da Riccardo Patrese. La Williams chiuse con 9 vittorie e 137 punti che gli valsero la vittoria del campionato costruttori per il secondo anno di fila.