11. novembra 2013 bolo potvrdené, že Bottas bude pokračovať v Williams-Mercedes v roku 2014 spolu s Felipe Massom, ktorý bol podpísaný z Ferrari, aby nahradil pastora Maldonada. V prvom preteku sezóny 2014 v Austrálii sa Bottas kvalifikoval na 10. mieste a skončil na 6. mieste, po tom, čo sa zotavil z havárie na začiatku preteku. Neskôr bol povýšený na piate miesto po diskvalifikácii Daniela Ricciarda z druhej pozície. Na pretekoch vo Formule 1 sa Bottas kvalifikoval na 2. mieste, čo bolo jeho najlepšie umiestnenie na štartovacej doske a dosiahol svoje prvé pódium v tomto športe, skončil na treťom mieste za Nicom Rosbergom (1.) a Lewisom Hamiltonom (2.). Napriek tomu, že sa kvalifikoval na 14. mieste na štartovacom okruhu, Bottas sa dostal na druhé miesto, po Rosbergovom odchode z preteku, čím dosiahol druhé pódium v kariére. Na závode v Londýne sa kvalifikoval na druhom mieste a ukončil preteky na rovnakej pozícii napriek neskorému výzve od Hamiltona. Po dosiahnutí ďalších troch pódií v Belgicku, Rusku
(kde dosiahol svoje prvé najrýchlejšie kolo v pretekoch) a Abu Dhabi (časť prvého dvojitého pódia tímu Williams od Grand Prix v Monaku v roku 2005), Bottas skončil na 4. mieste v celkovom hodnotení v šampionáte vodičov, porazil bývalých majstrov sveta Sebastiana Vettela a Fernando Alonso.