Nakajima var i sesongen 2007 testfører for Williams sammen med Narain Karthikeyan. Etter at Alexander Wurz trakk seg fra laget før det siste løpet fikk Nakajima sin debut i Formel 1 i Brasils Grand Prix 2007. Han endte på tiendeplass, men ble likevel best husket for at han kjørte på to av mekanikerne under sitt første depotstopp.