Nel 1969 il giovane Frank Williams, già pilota amatoriale e venditore di auto, entra in Formula 1 con una Brabham privata guidata dal suo amico Piers Courage (con cui era già stato in F.2), con eccellenti risultati (2° a Monaco). La De Tomaso per il 1970 allaccia una relazione commerciale con la squadra e da il suo nome alla vettura 505 progettata da Giampaolo Dallara. Courage però muore durante il GP Olanda e la collaborazione termina.  
Williams continua con delle March private e con pochi soldi, per lui corrono Pescarolo (1971/72) e debutta Pace nel 1972, la foto a lato si riferisce, invece, all'unica gara di Jean Max nel 1971; nel 1972 una costruzione propria partecipa senza fortuna al GP Inghilterra sotto il nome Politoys, nel 1973 e 1974 la stessa vettura FX 3 diventa ISO Marlboro IR; nel 1975 finalmente la prima Williams Fw con tale nome appare e con Laffite sale al 2° posto al Nuerburgring. 

 

Sono gli unici punti del biennio e la scuderia (dopo un infruttuoso sodalizio con Walter Wolf che andrà a creare la sua squadra personale) riparte da zero con la March. (a lato la Williams-Wolf del 1976) Le Williams FW05 erano in realtà le Hesketh 308C, il modello 01 era stato usato da Hunt nel 1975 ed il modello 02 era nuovo.
Nel 1977 viene iscritta una March 761 Ford per Patrick Neve, la squadra prende parte solo ai GP europei con pessimi risultati, é il peggior campionato del team Williams, per ironia della sorte la Wolf dell'ex socio Walter va a gonfie vele con Scheckter che vince tre gare... (si noti sull'alettone la presenza della sponsor Fly Saudia, la macchina era iscritta con il numero 27.
Nel 1978 arriva la boccata d'ossigeno: la compagnia aerea araba Albilad Saudia diventa sponsor principale e giunge Patrick Head, il progettista che farà compiere il salto di qualità. Nel 1979 a Silverstone con la Fw 07 Regazzoni regala la prima vittoria in gran premi iridati (i successi nel 1977 Brian McGuire erano nel campionato inglese) la foto di Regazzoni é in testa alla pagina dedicata alle statistiche del team.

NEL 1980 giunge il primo mondiale con Jones. La scuderia continua nella sua egemonia, con un titolo incredibilmente perso all'ultima corsa da Reutemann nel 1981 ed uno acciuffato da Rosberg nel 1982 grazie ai drammi subiti dalla Ferrari. 

Dal 1985 arrivano i giapponesi della Honda e la squadra s'impone: due vittorie con Mansell e Rosberg alla fine del 1985, errore fotocopia del 1981 l'anno successivo tra l'inglese e Piquet e domino nel 1987 con il brasiliano.  In mezzo però due amare svolte: il giorno 8 marzo 1986 un drammatico incidente stradale in Francia costa la paralisi agli arti inferiori per il fondatore; nell'estate 1987 gli orientali chiudono l'accordo per andare alla McLaren (e con Piquet verso la Lotus, si dice abbiano sabotato il motore di Mansell per fargli perdere l'iride). Nel 1988 con l'inaffidabile motore Judd arrivano solo due podi con Mansell che vola verso la Ferrari. 

 Dal 1989 la Rénault sceglie la Williams per tornare e lo fa con un motore 10 cilindri, i risultati arrivano copiosi: due successi nel 1989, due nel 1990, 7 nel 1991 e 10 nel 1992 con il titolo marche e piloti con Mansell, in quegli anni corre per la Willams anche l'italiano Riccardo Patrese (con Boutsen e Mansell) che vince quattro gare. La vettura vincente, la Fw 14, è talmente superiore che può correre per due intere stagioni vincendo 17 corse e permettendo lo sviluppo del successivo modello in base ai cambiamenti di regolamento. Il segreto è un dispositivo di sospensioni a controllo elettronico al quale la Williams lavorava dal 1985 e che permettono stabilità ed efficienza aerodinamica inavvicinabili per le altre tanto da costringere la federazione per il 1994 ad eliminarle. Nel 1993 la Fw 15 con Hill e Prost supera l'incredibile bottino di punti della grande stagione precedente.  Nel 1994, ritiratosi il francese, la squadra può disporre del migliore pilota in assoluto, Senna. Purtroppo un'imperizia o un'inaccortezza dei tecnici del modificare il cannotto dello sterzo provoca lo rottura dello stesso al GP San Marino con il brasiliano in testa; nell'urto con il muro una sospensione andrà drammaticamente a perforare il casco di "Magic". Alla fine di questa tragica stagione, il "secondo" Hill arriverà ad un solo punto dal campione Schumacher dopo una resa dei conti in pista.

 Nel 1995 dopo un'ottimo avvio, Hill e Coulthard patiscono il confronto con la Benetton del tedesco (e che ha ricevuto lo stesso motore Rénault). Nel 1996 arriva Jacques Villeneuve dalla CART e Hill finalmente conquista l'iride, primo figlio di un altro pilota di F.1 a riuscire in tale impresa; con la Fw 18 il dominio è tale che conquistano 12 delle 16 gare in programma. 

Via Hill e via anche l'ingegnere specializzato in aerodinamica Adrian Newey, Williams fa suo il titolo piloti dopo un'accesa lotta con la Ferrari conclusasi ad un tornare della pista spagnola di Jerez.  A fine 1997 la Rénault saluta dopo 6 titoli costruttori consecutivi e lascia alla consociata Mécachrome l'onere di motorizzare la squadra. Nel 1999 gli stessi motori diventano forniti dalla Supertec, con piloti Zanardi e Ralf Schumacher. Dal 2000 (foto a lato) la Williams é spinta dai propulsori BMW , dal 2001 tornano i risultati con Ralf Schumacher e Montoya.

Dal 2006 il team perderà  i motori BMW e ritornerà al Cosworth (otto cilindri), é la peggior annata della squadra da molti anni, anche se il debuttante Rosberg (figlio di Keke) conquista un GPV nella gara d'esordio, nel 2007 viene promosso a titolare il collaudatore Wurz ed arrivano i motori Toyota

La squadra inglese, unico vero team privato rimasto in F1, adotta diverse soluzione motoristiche e schiera piloti guiovani ed anche esperti (Nico Rosberg e Barrichello ad esempio) senza riuscire, nemmeno in parte, a ripetere i fasti del passato, unica luce la vittoria, a sorpresa, di Maldonado nel 2012 , segue un disastroso 2013. L'arrivo di Massa riporta la squadra in zona punti con una certa stabilità, il brasiliano ( che abbandona a fine 2017) conquista anche una pole nel 2014.