I starten af sæsonen blev det annonceret, at Montoya ville flytte til McLaren i 2005. Holdet startede sæsonen med et radikalt næse-kegle design, kendt som "Walrus-Nose", der viste sig at være ukompetitivt og blev erstattet af en mere konventionel samling i Ungarn. Ferrari dominerede for tredje sæson i træk, og vandt 15 af de 18 løb. Williams vandt i det sidste løb i Brasilien, hvor Juan Pablo Montoya sluttede et sekund foran Kimi Räikkönens McLaren; dette forblev Williams' sidste F1-sejr indtil det spanske Grand Prix i 2012. En anden lav del af sæsonen var, da både Williams og Toyota blev diskvalificeret fra
Det canadiske Grand Prix efter at det blev opdaget, at begge biler havde bremsesvigt, bremsekanalerne tilsyneladende ikke var i overensstemmelse med reglerne. Williams sluttede sæsonen på fjerdepladsen med 88 point og endte på podiet seks gange, mens Montoya var den højest placerede Williams-kører det år med 58 point og endte på femtepladsen.