Jabarkan Mesin Mercedes-Benz (2014–sekarang) dari Williams Grand Prix Engineering

Pada akhir bulan Mei 2013, tim Williams secara resmi mengumumkan kontrak kerjasama pasokan mesin dengan Mercedes-Benz, yang akan dimulai pada musim 2014. Pada bulan November 2013, tim Williams secara resmi mengumumkan duet pembalap Felipe Massa (mantan pembalap Ferrari) dan Valtteri Bottas untuk musim 2014. Selanjutnya pada bulan Maret 2014, tim Williams umumkan kontrak sponsorship dengan perusahaan minuman Martini, yang kemudian membuat nama resmi tim Williams berubah menjadi Williams Martini Racing. Pada musim 2015, tim Williams memasang sponsor kedua, yaitu sebuah merek deodoran dari Unilever, yaitu Rexona (Sure di Grand Prix Inggris, Degree di Grand Prix Kanada dan Amerika Serikat, dan Rexena di Grand Prix Jepang), sampai dengan musim 2019.

Di musim 2014, tim Williams sukses meraih peringkat ketiga di klasemen akhir Kejuaraan Dunia Konstruktor. Mereka juga mencatatkan posisi pole di Austria melalui Massa, dengan Bottas yang meraih posisi start kedua. Musim 2015, tim Williams kembali lagi menduduki peringkat ketiga klasemen akhir Kejuaraan Dunia Konstruktor, setelah sempat bersaing ketat dengan tim Ferrari, yang bangkit dari keterpurukan musim 2014. Pada musim 2016, mantan pembalap akademi Ferrari, yaitu Lance Stroll, bergabung ke tim sebagai pembalap tes dan cadangan. Susie Wolff yang sebelumnya menempati posisi ini akhirnya lebih memilih untuk pensiun dari ajang balapan mobil profesional. Massa sempat mengumumkan pensiun dari ajang F1 pada bulan September 2016, sebelum kemudian menarik kembali pernyataannya tersebut, dikarenakan Bottas dikontrak oleh tim Mercedes untuk musim 2017. Tim Williams kemudian mengkonfirmasi bahwa Massa akan kembali membalap untuk musim 2017, dan ia akan ditemani oleh Stroll. Sebagai pembalap rookie, Stroll berhasil mencetak finis podium di Baku. Di Hungaria, Massa absen dari balapan karena sakit, dan posisinya digantikan sementara oleh Paul di Resta.