O 11 de novembro de 2013, Bottas foi confirmado para continuar con Williams-Mercedes en 2014 xunto a Felipe Massa, que foi contratado de Ferrari para substituír a Pastor Maldonado. Na primeira carreira da tempada de 2014 en Australia, Bottas clasificouse 10o e terminou 6o, despois de recuperarse dun accidente antes na carreira. Posteriormente foi ascendido ao quinto posto despois de que Daniel Ricciardo fora descalificado da segunda posición. Na Fórmula 1, Bottas clasificouse segundo, a súa mellor posición na grella naquel momento na Fórmula Un e logrou o seu primeiro podio no deporte, terminando terceiro detrás de Nico Rosberg (1o) e Lewis Hamilton (2o). A pesar de clasificarse 14o na grella no Tour de Francia, Bottas cargou polo campo para rematar segundo, despois da retirada de Rosberg da carreira, conseguindo así o seu segundo podio consecutivo na carreira. No GP de Londres, clasificouse segundo e rematou a carreira na mesma posición a pesar dun desafío tardío de Hamilton. Despois de lograr tres podios máis en Bélxica, Rusia (onde fixo a súa primeira volta máis rápida dunha carreira) e Abu Dhabi
(parte do primeiro dobre podio do equipo Williams desde o Gran Premio de Mónaco de 2005), Bottas terminou 4o na clasificación xeral do Campionato de Pilotos, superando a ex campións do mundo Sebastian Vettel e Fernando Alonso.