Non si può certo definire un debuttante quando prende parte alla sua prima gara in F1 nel 1996 con la super Williams-Renault, infatti ottiene subito la pole position ed arriva secondo dietro al compagno di squadra Damon Hill, la prima vittoria arriva alla quarta gara (Gp Europa) ed a fine anno é secondo in classifica dietro a Hill, nel 1997 Hill passa alla Arrows e Villeneuve diventa prima guida della Williams, vince il campionato dopo una lunga lotta con Schumacher, a questo punto della carriera il franco canadese conta 11 vittorie e 13 pole. E qui, per ora, si ferma il suo albo d'oro.

Nel 1998, infatti, la Williams perde i motori Renault ed il campionato é un mezzo disastro, nel 1999 Villeneuve firma per la nascente scuderia BAR, il primo anno é terribile: zero punti. Va leggermente meglio nel 2000 e nel 2001, ottiene anche due podi. Nel 2003 é appiedato all'ultima gara in Giappone, nel 2004 rimane fuori dall'elenco dei partecipanti, salvo essere ripescato dalla Renault per le ultime tre gare, nel frattempo firma per la Sauber, uno degli ultimi team indipendenti rimasti, con questa scuderia ottiene qualche piazzamento a punti. Nwl 2006 é confermato alla Sauber, nel frattempo diventato team ufficiale BMW ma dopo 12 gare viene appiedato ed a lui é preferito il giovane Kubica.