Musim 2011 Barrichello masih bertahan di tim Williams dan kali ini ia berpasangan dengan sesama pembalap latin Pastor Maldonado. Barrichello harus mengawali musim dengan buruk saat ia gagal finis di Australia dan Malaysia. Ia bahkan harus mengalami finis buruk yaitu P17 di Spanyol. Poin pertamanya di musim 2011 ia raih di Monako setelah terbantu kecelakaan yang dialami rekan setimnya sendiri (Maldonado). Kemudian di balapan selanjutnya di Kanada, Barrichello kembali meraih angka dengan finis di P9. Memasuki pertengahan musim, rumor mulai berkembang di paddock bahwa kemungkinan besar tim Williams tidak akan memperpanjang kontraknya untuk musim 2012. Sampai akhir musim, Barrichello tidak lagi mampu untuk mencetak poin dan ia terpuruk di posisi 17 klasemen dengan 4 poin saja.