Confermato dalla Williams per la stagione 2007 al fianco di Alexander Wurz, Rosberg conquistò un settimo posto nella gara d'apertura in Australia. Pur ottenendo delle buone prestazioni in qualifica, come il quinto posto in griglia nel Gran Premio di Monaco, nelle prime dieci gare del campionato il pilota tedesco marcò punti solamente nel Gran Premio di Spagna in cui giunse sesto. Nelle quattro gare successive Rosberg conquistò due settimi e due sesti posti, qualificandosi costantemente tra i primi dieci; nel Gran Premio del Brasile il pilota tedesco ottenne il miglior risultato stagionale, chiudendo in quarta posizione. Rosberg risultò nettamente più competitivo del compagno di squadra Alexander Wurz soprattutto in qualifica, conquistando venti punti e il nono posto in classifica assoluta.