1997 m. sezone Frentzenas pakeitė Damoną Hillą "Williams-Renault" komandoje, kuri nuo 1992 m. tris kartus laimėjo vairuotojų čempionatą. Pirmoje sezono lenktynėje, Australijos Grand Prix
, Frentzenas pirmavo pirmame posūkyje ir liko ten iki pirmojo pit stopo. Bėgimo pabaigoje jis užėmė antrą vietą, kai sprogė stabdžių diskas ir jis išėjo iš lenktynių. Savo pirmąją pergalę jis laimėjo San Marino klube, bet sezonas jam buvo nuvylus; po šeimos atmosferos "Sauber", Frentzenui buvo sunku gyventi "Williams", ypač turėdamas sunkių santykių su Patrick Head. Nepaisant to, kad jis kvalifikuojasi į daugelį lenktynių pirmajame eilėje, jis turėjo polinkį nusileisti atgal lenktynėse, paprastai baigiant gerokai už savo komandos draugo Jacques Villeneuve. Tačiau dėl Michaelo Schumacherio diskvalifikavimo iš vairuotojų čempionato, Frentzenas baigė antrą vietą čempionate su 42 taškais prieš komandos draugą Villeneuve'ą su 81 taškais, laimėjęs vieną pergalę prieš Villeneuve'ą su septyniomis.