Po podpisaniu kontraktu z Mercedesem o wartości 55 milionów euro, który miał wygasać po jego zakończeniu, Rosberg kontynuował prowadzenie zespołu w 2003 roku. Podczas poza sezonem starał się naprawić niedobór ciała, który spowodował, że w zakrętach z dużą prędkością wstrzymywał oddech przed siłami g, ponieważ nie chciał ograniczać przepływu tlenu do mózgu i mięśni. Rosberg powiedział, że doświadczenie walki o mistrzostwa kierowców dało mu większą motywację do pokonania Hamiltona w 2015 roku i chciał poprawić swoją jazdę i wygrać tytuł. Po czterech pierwszych trzech miejscach na podium w pierwszych czterech wyścigach, wygrał w Hiszpanii,
W Monako i Austrii, co nastąpiło, gdy jego ogólna wydajność spadła, ponieważ skupił się bardziej na wyścigu niż na kwalifikacjach; Vettel zagroził Rosbergowi na drugim miejscu. Wycofanie się z wyścigów we Włoszech i Rosji oraz dwa błędy na mokrym torze na wyścigu z 2006 roku uniemożliwiły mu zdobycie mistrzostw, ale zwycięstwa w ostatnich trzech wyścigach w Meksyku, Brazylii i Abu Zabi oraz sześć kolejnych pole positionów sprawiły, że zajął drugie miejsce w klasyfikacji generalnej z 322 punktami.