Lapkričio 7 d. "Williams" patvirtino, kad Nakajima bus "Williams" komandos 2008 metų sezono partneris. Jis sėkmingai pradėjo 2008 m. Australijos Grand Prix, baigdamas septintą, tačiau buvo pakeltas į šeštą vietą po to, kai Rubens Barrichello buvo diskvalifikuotas, net kai išvarė Robertą Kubicą iš lenktynių ir buvo nubaustas. Vėliau Ispanijos Grand Prix lenktynėse jis užėmė septintąją vietą, pralenkęs savo komandos draugą. Incidentas su Giancarlo Fisichella Istanbule privertė jį atsistatydinti. Nakajima "Monaco" rungtynėse įmušė du taškus.
2008 m. Kanados Grand Prix, kur nė vienas Japonijos "Formulės 1" vairuotojas nebuvo uždirbęs taško, ir atsistatydino nuo 2008 m. Kanados Grand Prix, kai smogė į bokso sieną, bandydamas pakeisti priekinį sparną. Nakajima 2008 m. Didžiosios Britanijos Grand Prix laimėjo dar vieną tašką, pralaimėjęs septintąją vietą paskutiniame ratu. Singapūre Nakajima pirmą kartą pateko į trečiąjį kvalifikacinį etapą ir buvo dešimtoji. Jis baigė aštuntą ir surinko tašką.