Non confermato dalla McLaren per il campionato 2006, Wurz passa alla Williams, svolgendo sempre il ruolo di collaudatore e terzo pilota. Nel 2007 è promosso a pilota titolare, al fianco di Nico Rosberg. I risultati sono abbastanza altalenanti; dopo aver conquistato due punti a Monaco, Wurz ottiene un inaspettato podio, dopo esser partito dalla diciottesima posizione, nel confuso Gran Premio del Canada, il primo per la Williams dal Gran Premio d'Europa 2005. Nel prosieguo della stagione arriva però solo un altro piazzamento a punti, un quarto posto nel Gran Premio d'Europa al Nürburgring, altra gara piuttosto caotica; Wurz è battuto nel confronto col giovane compagno di squadra, più rapido di lui soprattutto in prova. A fine stagione, Wurz annuncia il suo ritiro dalla Formula 1, lasciando il posto, per l'ultimo gran premio in Brasile, al giapponese Kazuki Nakajima, pilota della Williams per il campionato 2008.