Williams debutó como equipo de F1 en 1977, con el belga Patrick Nève como piloto. En ese momento, aún no era un constructor, ya que usaban un coche de March.
En 1978, Williams se convirtió en constructor, con Jones como piloto. Su mejor resultado fue un segundo puesto en Estados Unidos.
En la primera temporada con dos pilotos llegaron las primeras victorias de Williams con Jones, que acabó el año tercero. El suizo Regazzoni fue quinto.
Después de aspirar al título en 1979, Jones fue campeón al año siguiente, superando al brasileño Nelson Piquet, de Brabham. Sustituyendo a Regazzoni, el argentino Reutemann fue tercero, contribuyendo al primer título de constructores de Williams.
En 1981, Reutemann superó a Jones y quedó segundo, por delante del australiano. Piquet ganó su primer mundial, pero Williams fue el campeón de constructores.
Williams tenía a cuatro pilotos a los que alternaba en dos coches en 1982. Además de Reutemann estaban el norteamericano Mario Andretti, el irlandés Derek Daly y el finlandés Keke Rosberg. Con una sola victoria, Keke Rosberg fue lo suficientemente regular como para ganar su único mundial de pilotos. Ferrari se impuso en escuderías.
En 1983, Rosberg tuvo al francés Jacques Laffite como compañero de equipo (el británico Jonathan Palmer también disputó una carrera). Sin embargo, no pelearon por el título de pilotos ni de constructores. Piquet se proclamó bicampeón y Ferrari fue el mejor equipo.
El año en el que el austriaco Niki Lauda lograba su tercer mundial, Rosberg y Laffite no pudieron brillar más allá de la victoria del finlandés en Dallas.
Esa temporada, el británico Nigel Mansell debutó con el equipo. Terminó sexto, detrás de Rosberg, tercero. Williams también fue tercero. El francés Alain Prost ganó su primer título con McLaren.
En su primer año como "sucesor" de Rosberg, Piquet acabó tercero detrás de Mansell. Prost fue el campeón, pero Williams ganó en constructores.
Williams dominó completamente el mundial de 1987, alcanzando su cuarta corona en constructores. Entre sus pilotos, Piquet se convirtió en tricampeón del mundo al superar a Mansell en la batalla entre compañeros.
Tras ganar el tercer título, Piquet fichó por Lotus. Su sustituto fue el italiano Riccardo Patrese. Williams, y el resto de los equipos, estuvieron muy lejos de McLaren, que hizo doblete.
Mansell fichó por Ferrari. En su lugar llegó el belga Thierry Boutsen, que acabó quinto. Patrese fue tercero y Williams fue segundo en constructores, detrás de McLaren, con quienes Prost se convirtió en tricampeón.
Boutsen y Patrese fueron sexto y séptimo respectivamente, y Williams cayó al cuarto lugar en el mundial de constructores que volvió a llevarse McLaren. Senna batió a Prost, que había firmado ya con Ferrari, y el brasileño ganó su segundo título.
Volviendo al equipo tras su paso por Ferrari, Mansell fue subcampeón, al igual que Williams. Los ganadores fueron Senna y McLaren.
Ese año Mansell logró su soñado título. Patrese fue subcampeón y Williams reinó entre los equipos, conuno de los coches más emblemáticos de la historia de la F1.
Patrese fichó por Benetton junto con el joven alemán Michael Schumacher y Frank Williams contrató a Prost después de un año sabático del francés. El director del equipo no otorgó privilegios al campeón Mansell, que dejó la F1 insatisfecho y se fue a la Indy. Su sustituto fue el también británico Damon Hill. Williams siguió su abrumador dominio y no dio opción a sus rivales, logrando el sexto mundial de constructores. Por su parte, Prost ganó sin problemas su cuarto título, con Hill como subcampeón.
Para esa temporada, Frank Williams logró contratar a Senna, lo que finalmente contribuyó a la retirada de Prost. Sin embargo, el cambio en las reglas de la F1 finalmente lastimó a Williams, que perdió la gran ventaja y vio acercarse al Benetton de Schumacher. Senna perdería la vida en el GP de San Marino y el alemán fue el campeón por delante de Hill. Mansell y el escocés David Coulthard se alternaron como sustitutos del brasileño y contribuyeron al título de constructores dl equipo británico, el séptimo.
Para 1995, Hill y Coulthard fueron los pilotos. El británico sucumbió ante Schumacher nuevamente, mientras que el escocés fue tercero. El título de constructores fue para Benetton, que tuvo a Schumacher campeón y a su compañero Johnny Herbert cuarto.
Ese curso Schumacher pasó a Ferrari y allanó el camino para el título de Hill, que venció al recién llegado Jacques Villeneuve. Williams recuperó el título de constructores.
A pesar de la gloria, Hill fue despedido (e informado de la decisión incluso antes del final de la temporada de 1996) para dar paso al alemán Heinz-Harald Frentzen. Era el cuarto piloto que tras ser campeón con Williams salía del equipo (los otros fueron Piquet, Mansell y Prost). Villeneuve lo aprovechó y ganó su único mundial de F1, doblando en puntos a su nuevo compañero de equipo. Pero no fue nada fácil, ya que Jacques tuvo que imponerse a Schumacher en la polémica cita de Europa, en Jerez, donde el alemán fue excluido del campeonato por provocar un accidente entre ambos. Mucho antes, en la carrera de Japón, Williams había sellado su último título de constructores.
1998 fue un año de cambios. Renault dejó la F1 como suministrador de motores y Williams se asoció con Mecachrome. Aunque la nueva unidad de potencia estaba relacionada con el fabricante francés, el rendimiento cayó y McLaren dominó. Con motor Mercedes, el equipo británico ganó el título de constructores y pilotos con el finlandés Mika Hakkinen. El Williams, como ven, fue rojo.
El nombre Mecachrome cambió a Supertec, pero el rendimiento se mantuvo por debajo del de McLaren y Ferrari. Los italianos recuperaron el mundial de constructores 20 años después y Hakkinen fue bicampeón en gran parte gracias a la lesión que dejó a Schumacher sin disputar siete carreras. Ese año, Villeneuve y Frentzen dieron paso al alemán Ralf Schumacher y al italiano Alessandro Zanardi, pero los resultados no mejoraron y Williams quedó quinto.
Con el cambio de siglo comenzó la asociación de suministro de motores con BMW, y Williams volvió a ganar impulso. Con Button en lugar de Zanardi, el equipo fue tercero en el mundial.
Button fichó por Benetton y le sustituyó el colombiano Juan Pablo Montoya. Williams se consolidó como tercera fuerza, detrás de Ferrari (que ganó su segundo mundial consecutivo en constructores y el primero en 21 años, con Michael Schumacher) y McLaren.
El colombiano se quedó junto a Ralf Schumacher y fue tercero en el campeonato de pilotos, detrás de Michael y el brasileño Rubens Barrichello, también de Ferrari. BMW fue segundo.
Nuevamente Montoya pudo ser tercero en 2003 (esta vez detrás de Kimi Raikkonen, de McLaren, y Schumacher) y Williams mantuvo el segundo lugar.
El brasileño Antonio Pizzonia reemplazó a Ralf Schumacher en cuatro carreras del 2004. Montoya cayó al quinto puesto y Williams al cuarto. Ese también fue el último año del monopolio de Michael Schumacher / Ferrari.
Las grandes actuaciones de Montoya le hicieron fichar por McLaren, y el australiano Webber ocupó su lugar, mientras que Pizzonia y el alemán Nick Heidfeld se alternaron para reemplazar a Schumacher, que se fue a Toyota. Williams cayó al quinto puesto en constructores en un mundial que dominaron Renault y Fernando Alonso.
Tras sucesivas caídas de rendimiento, BMW se retiró de la F1 como motorista y Williams recurrió a los motores Cosworth. Y el alemán Rosberg fue el nuevo compañero de Webber en la vacante que dejó Heidfeld, que fue a BMW-Sauber. Ambos tuvieron una temporada no muy destacada y el equipo cayó al octavo lugar. Alonso y Renault volvieron a reinar.
El equipo siguió dando bandazos. Se unió a otro motorista, Toyota y contrató al austriaco Alexander Wurz,en el puesto de Webber, que se fue a Red Bull. Mejoraron y fueron cuartos en constructores. El título de equipos fue para McLaren con Alonso y el debutante Lewis Hamilton y el de pilotos fue a manos de Raikkonen en su estreno con Ferrari.
El japonés Nakajima ocupó el asiento de Wurz y el equipo volvió a caer al octavo lugar. El campeón de constructores fue Ferrari y Hamilton en pilotos, arrebatando en la última curva de la última carrera el título a Massa.
Con los mismos pilotos, lograron una posición más alta en un 2009 con gran cambio de reglamento: fueron séptimos. El campeón sorprendente fue Brawn GP, quien dio a Button su único título.
Toyota dejó la F1 y el equipo británico regresó a los motores Cosworth. Se hicieron con nuevos pilotos: el novato alemán Hulkenberg, que llegaba de ganar el título de GP2, y Barrichello, que había competido con Brawn el año anterior. Ese año, el alemán Sebastian Vettel ganó el primero de sus cuatro títulos de pilotos. Red Bull brilló entre los constructores, donde Williams acabó en sexto lugar.
Barrichello ganó recibió a un nuevo compañero: el venezolano Pastor Maldonado, que aportó el patrocinio de PDVSA y derrocó a Hulkenberg. Y Williams cayó al noveno lugar.
Y otro cambio de motor, esta vez a Renault. Barrichello dejó la F1 y fue reemplazado por su compatriota Bruno Senna. Maldonado ganó el GP de España, pero fue un oasis en el desierto y Williams solo fue noveno por equipos.
Senna fue reemplazado por el finlandés Valtteri Bottas, pero Williams no levantó cabeza y se mantuvo en el noveno lugar.
Con la llegada de los nuevos motores V6 turbo híbridos, Williams se asoció a Mercedes, el mejor fabricante de unidades de potencia de esta era. Y contrató a Massa, reemplazado por Raikkonen en Ferrari. El brasileño logró una pole, se llevó una vuelta rápida y dos podios, terminando el año en séptimo lugar. Bottas fue cuarto y Williams emergió como tercera fuerza detrás de Red Bull y Mercedes, que dio a Hamilton su segundo título.
Manteniendo la pareja de pilotos, Williams se estancó pero mantuvo el tercer lugar detrás de Ferrari y los campeones, Mercedes.
Ese año, Rosberg superó a Hamilton en la lucha por el título en Mercedes. Williams ahí ya se estancó y comenzó su vertiginosa caída, descendiendo al quinto puesto en constructores.
Massa se retiraría a finales de 2016, pero Rosberg, que ganó ese título, decidió también dejar la F1 y quedó una vacante en Mercedes. La ocupó Bottas, por lo que Williams persuadió al brasileño para que siguiera en la F1 otra temporada más. A su lado alineó al adinerado canadiense Lance Stroll. El pay driver consiguió un podio en una carrera completamente loca que incluso podría haber ganado Massa en Azerbaiyán de no ser por la fiabilidad. El equipo acabó en quinto lugar.
Massa dejó la F1 y su lugar lo ocupó el ruso Sergey Sirotkin, que sedujo a Williams con el dinero de sus patrocinadores. Con dos pilotos poco competitivos y un coche que parecía haberse estancado en 2014, el equipo hizo su peor temporada en la categoría y se convirtió en el centro de atención del campeonato, nuevamente ganado por Mercedes/Hamilton.
Y finalmente en 2019, Stroll fue a Racing Point y Sirotkin fue reemplazado por el polaco Robert Kubica, que volviía a la F1 junto al novato británico George Russell, campeón de F2 en 2018. A pesar del talento del joven y el punto logrado por el veterano en Alemania, Williams llegó a su peor fase de la historia, una y otra vez al fondo de la parrilla.
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