Button startet Formel 1-karrieren i Williams-teamet i 2000. Han beviste sin hurtighet på banen med en imponerende prestasjon på den vanskelige Spa Francorchamps-banen, hvor han kvalifiserte til tredje beste startspor og endte på en 5.-plass. Den beste plasseringen fikk han i Tysklands Grand Prix, hvor han ble nummer fire, bare 1,5 sekunder bak sin landsmann David Coulthard. Button endte denne sesongen på en 8.-plass, tre plasser bak sin mer erfarne teamkamerat, Ralf Schumacher.