Pembalap di ajang Formula Satu

Williams memasuki dunia F1 dengan memakai mobil "custom" March 761 untuk musim 1977. Pembalap Patrick Neve muncul di 11 balapan tahun itu, dimulai dengan penampilannya di Grand Prix Spanyol. Tim gagal mencetak satu poin pun sampai musim usai, dan hanya mencapai posisi finish terbaik di P7 di Monza. Untuk musim 1978, Patrick Head masuk ke tim dan merancang mobil pertama Williams: FW06. Williams mengontrak pembalap Australia Alan Jones, yang telah memenangkan Grand Prix Austria musim sebelumnya untuk tim Shadow, setelah kematian pembalap utama mereka, Tom Pryce. Lomba pertama Jones untuk tim Williams adalah di Argentina di mana ia menjadi satu-satunya pembalap Williams yang lolos kualifikasi di P14, tapi gagal finish setelah lomba berjalan selama 36 lap akibat kegagalan sistem bahan bakar. Tim ini mencetak poin F1 pertamanya di seri Afrika Selatan ketika Jones finish di urutan keempat. Williams lantas mendapatkan posisi podium pertama mereka di Grand Prix Amerika Serikat, di mana Jones finish kedua, sekitar 20 detik di belakang pembalap Ferrari yang juga merupakan pembalap Williams masa depan Carlos Reutemann. Williams mengakhiri musim 1978 dengan finish di posisi 10 klasemen dengan raihan 16 poin, sementara Alan Jones berada di posisi 12 dalam klasemen pembalap. Patrick Head kemudian merancang FW07 untuk musim 1979. Williams kemudian mencoba inovasi baru yaitu ground effect, yang merupakan sebuah teknologi yang pertama kali diperkenalkan oleh Colin Chapman dari Team Lotus. Williams juga memperoleh keanggotaan dari Asosiasi Konstruktor Formula Satu (FOCA) yang memperbolehkan tim untuk menurunkan dua mobil dalam satu balapan. Alan Jones lantas bermitra dengan pembalap Swiss Clay Regazzoni. Mereka harus menunggu sampai balapan ketujuh musim 1979 yaitu di Monte Carlo, untuk mencetak poin. Regazzoni sebenarnya nyaris saja mengantar Williams memenangi lomba di Monaco, tapi ia kalah tipis dari pembalap Ferrari Jody Scheckter. Balapan berikutnya di Dijon dikenang untuk pertempuran putaran akhir antara René Arnoux vs. Gilles Villeneuve, sementara disisi lain, Williams juga berhasil mencatat sejarah pribadi dengan finish dalam raihan poin bagi kedua mobilnya: Jones keempat dan Regazzoni keenam. Kemenangan pertama tim akhirnya datang di Silverstone - Grand Prix rumah mereka - saat Regazzoni finish hampir 25 detik di depan orang lain. Williams lantas mendominasi balapan di Jerman dengan finish 1-2, saat Alan Jones dua detik di depan Regazzoni. Jones kemudian membuat tiga kemenangan berturut-turut di Österreichring, dengan finish setengah menit di depan Ferrari milik Gilles Villeneuve. Belum puas dengan hal tersebut, tim Williams kembali meraih kemenangan di Zandvoort, dengan Alan Jones yang menang dengan selisih nyaman atas Jody Scheckter dari Ferrari. Scheckter mengakhiri rentetan kemenangan Williams setelah ia memenangi balapan di rumah Ferrari di Grand Prix Italia. Namun di akhir musim Alan Jones berhasil menang lagi di Montreal untuk mengakhiri musim F1 Williams yang cukup fantastis. Tim Williams kemudian berhasil naik delapan tingkat di klasemen konstruktor, dan Alan Jones finish di P3 klasemen pembalap dengan 43 poin.