Damon Hill devient pilote d'essai pour le compte de Williams F1 Team à partir de 1992 et il s'engage en championnat du monde dans l'écurie Brabham. Il devient, la saison suivante, pilote officiel Williams après le départ de Nigel Mansell (champion du monde 1992), et remporte la première de ses vingt-deux victoires au Grand Prix de Hongrie 1993. Durant les années 1990, Hill est un des principaux rivaux de Michael Schumacher en championnat du monde. En lice pour le titre en 1994, les deux pilotes entrent en collision au dernier Grand Prix à Adélaïde et l'Allemand s'empare de son premier titre pour un point. Damon Hill remporte finalement le championnat du monde 1996 face à son jeune coéquipier Jacques Villeneuve, mais, dès l'année suivante, quitte l'écurie Williams. Il pilote alors pour des écuries moins compétitives telles qu'Arrows ou Jordan Grand Prix, à laquelle il apporte sa première victoire en Grand Prix.