De eerste Grand Prix van het seizoen 1981 werd geschrapt als officiële Formule 1 Grand Prix; dit kwam door voortdurende strijd tussen de FISA en de FOCA. Hierdoor stonden er alleen Formule 1-bolides aan de start met Ford-Cosworth motoren, die volgens het FISA reglement illegaal waren. Piquet kwalificeerde als eerste en werd tweede tijdens deze race, winnaar was de Argentijn Carlos Reutemann voor het team van Williams. In 1981 won hij opnieuw drie Grand Prix wedstrijden; de Grand Prix van Argentinië, de Grand Prix van San Marino en de Grand Prix van Duitsland, plus vier podiumplaatsen, eenmaal tweede tijdens de Grand Prix van Nederland en driemaal derde tijdens de Grand Prix van de Verenigde Staten West, Frankrijk en Oostenrijk. Hij won zijn eerste wereldkampioenschap met 50 punten voor het team van Brabham, tweede werd Carlos Reutemann met 49 punten en derde met 46 punten Alan Jones, beiden voor het team van Williams. Voor het seizoen van 1982 was Brabham over gestapt van Ford-Cosworth naar BMW-Turbo motoren. De Brabham BT49C was snel maar onbetrouwbaar, waarbij de nieuwe BMW-turbomotor nog aan allerlei kinderziektes leed. Het team gebruikte tijdens de Grand Prix van Brazilië de Ford-Cosworth motoren. Piquet won de Grand van Brazilië; door de extreme warmte tijdens en na de race viel Piquet flauw tijdens de podium ceremonie, maar werd gediskwalificeerd nadat de teams van Ferrari en Renault protest hadden ingediend, omdat de auto te licht was. Hierdoor ging de overwinning naar de Fransman Alain Prost voor het team van Renault. Piquets enige overwinning dat seizoen was de Grand Prix van Canada, tevens de eerste overwinning voor BMW in de Formule 1 als motorleverancier en eenmaal werd hij tweede tijdens de Grand Prix van Nederland. In totaal behaalde hij twintig punten en eindigde als elfde in het eindklassement. Na een tegenvallend seizoen van 1982 werd hij in 1983 opnieuw wereldkampioen, meteen de eerste met een turbomotor.