I den første runde i Australien stoppede han på grund af motorproblemer og blev nummer to i
Brasilien, før han blev diskvalificeret, da forfløjen på hans bil er 7 mm lavere end de krævede 50 mm over referenceplanet. Coulthard overvandt disse tilbageslag og endte på podiet i de næste fem løb, som omfattede sejre i Storbritannien og Monaco. I juni underskrev Coulthard en forlængelse af sin kontrakt, der bekræftede, at han ville forblive hos McLaren i 2001. En ikke-pointscorerende finish i Canada, efterfulgt af sejr i Frankrig, en sejr, som han senere beskrev som den mest mindeværdige i sin karriere, som også tilfældigvis var McLarens eneste sejr nogensinde på Magny-Cours-banen. En hat-trick af podier fulgte i de næste tre runder og sikrede en fjerdeplads i Belgien. Coulthard var involveret i en kollision på første omgang i Italien. Dette ville blive markeret ved at score point i de sidste tre runder, herunder podier i Japan og Malaysia. Coulthard sluttede som tredje i kørernes mesterskab med 73 point, og McLaren sluttede som anden i konstruktørernes mesterskab. For hans indsats i løbet af sæsonen, blev Coulthard tildelt sin anden Hawthorn Memorial Trophy.