11 listopada 2013 roku potwierdzono, że Bottas będzie kontynuował karierę w Williams-Mercedes w 2014 roku wraz z Felipe Massa, który został podpisany z Ferrari, aby zastąpić pastora Maldonado. W pierwszym wyścigu sezonu 2014 w Australii Bottas zakwalifikował się na 10. miejscu i ukończył na 6. miejscu, po odzyskaniu zdrowia po wypadku wcześniej w wyścigu. Później awansował na piątą pozycję po zdyskwalifikowaniu Daniela Ricciardo z drugiej pozycji. Na wyścigu Formuły 1 Bottas zakwalifikował się na drugie miejsce, jego najlepszą wówczas pozycję na siatce wyścigowej w Formule 1, i osiągnął swoje pierwsze podium w sporcie, kończąc na trzecim miejscu za Nico Rosbergiem (1 miejsce) i Lewisem Hamiltonem (2 miejsce). Pomimo kwalifikacji na 14. miejscu na starcie w 2014 roku, Bottas przebił się przez pole, aby ukończyć drugi, po wycofaniu się Rosberga z wyścigu, osiągając tym samym swoje drugie z rzędu podium w karierze. Na wyścigu w Londynie, zakwalifikował się jako drugi i zakończył wyścig na tej samej pozycji pomimo późnego wyzwania od Hamiltona. Po osiągnięciu kolejnych trzech podiów w Belgii, Rosja
Bottas zajął czwarte miejsce w klasyfikacji kierowców, pokonując byłych mistrzów świata Sebastiana Vettela i Fernando Alonso.