1980 gewann Reutemann den Großen Preis von Monaco und punktete in 15 aufeinanderfolgenden Rennen (bis Monaco 1981). Er beendete die Saison auf dem dritten Gesamtrang, stand aber erneut im Schatten seines erfolgreicheren Teamkollegen, diesmal des Australiers Alan Jones, der Weltmeister wurde. 1981 – im Alter von fast 39 Jahren – sah er seine letzte Chance, Formel-1-Weltmeister zu werden. So setzte er sich über seinen Vertrag als Nummer-2-Fahrer hinweg, Jones vorbeizulassen, wenn der hinter ihm liege, und gewann den Großen Preis von Brasilien in Jacarepagua. Zwar ging er damit in der Weltmeisterschaft in Führung, die er in der Folge immer weiter ausbaute, hatte jedoch mit dieser Aktion seinen Kredit im Team verspielt und konnte im Laufe der Saison immer weniger mit dessen Unterstützung rechnen. Jones weigerte sich umgekehrt ebenfalls, Reutemann noch im Kampf gegen Brabham-Pilot Nelson Piquet zu unterstützen. Im Wettbewerb mit Piquet, Reutemanns ärgstem Verfolger, der im Laufe der zweiten Saisonhälfte zu ihm aufgeschlossen hatte, kam es im Herbst 1981 beim Großen Preis von Las Vegas auf dem Parkplatz des Caesars Palace zur Entscheidung. Reutemann ging mit einem Punkt Vorsprung in das Abschlussrennen. Er qualifizierte sich zwar zunächst für die Pole-Position, fuhr jedoch ein unerklärlich desolates Rennen, in dessen Verlauf er von seinem Teamkollegen und seinem WM-Gegner Piquet sogar überrundet wurde und das er nur auf dem achten Platz beendete. So reichte Piquet ein fünfter Platz zum Titelgewinn mit einem Punkt Vorsprung. Nachdem Alan Jones seinen Rücktritt bekannt gegeben hatte, erwog auch Reutemann zunächst diesen Schritt, nahm aber auch die Saison 1982 bei Williams in Angriff. Nach nur zwei Rennen jedoch beendete er seine wechselhafte Karriere und erklärte offiziell seinen Rücktritt aus der Formel 1.