Op 11 november 2013 werd bevestigd dat Bottas in 2014 bij Williams-Mercedes zou blijven, naast Felipe Massa, die van Ferrari was ondertekend om Pastor Maldonado te vervangen. Bij de eerste race van het seizoen 2014 in Australië kwalificeerde Bottas zich als tiende en eindigde als zesde, nadat hij zich had hersteld van een crash eerder in de race. Hij werd later gepromoveerd naar de 5e plaats nadat Daniel Ricciardo werd gediskwalificeerd van de 2e positie. Bottas behaalde zijn eerste podium in de Formule 1, als derde achter Nico Rosberg (1e) en Lewis Hamilton (2e). Ondanks de kwalificatie als 14e op de startgrid bij de Rally de België, reed Bottas door het veld om als tweede te eindigen, na het vertrek van Rosberg uit de race, waardoor hij zijn tweede opeenvolgende carrière podium behaalde. Hij eindigde de race in dezelfde positie ondanks een late uitdaging van Hamilton. Na nog drie podiumplaatsen te hebben behaald in België, Rusland (waar hij zijn eerste snelste ronde van een race maakte) en Abu Dhabi
Bottas eindigde als vierde in het Drivers' Championship, waarbij hij voormalige wereldkampioenen Sebastian Vettel en Fernando Alonso versloeg.