Dopo aver svolto in cinque occasioni i test del venerdì, Nakajima esordisce in Formula 1 nell'ultimo gran premio della stagione, a San Paolo del Brasile, sostituendo Alexander Wurz ritiratosi dal mondiale; proprio nella gara dell'esordio, conclude al 10º posto e travolge due meccanici durante il pit-stop, fortunatamente senza gravi conseguenze. Il 7 novembre viene confermato quale pilota titolare, assieme a Nico Rosberg, alla Williams per la stagione 2008.