A 2000-es szezon előtt Bruno Junqueirával kellett megküzdenie a Williams ajánlatáért. A remek idői és a pályán kívüli nyugodtsága meggyőzték a csapat vezetőit, és hamarosan bejelentették Button leigazolását.
Év közben kisebb hullámvölgyekkel ugyan, de jól teljesített, az elsőéves BMW-Williamsszel 12 pontot szerzett, összesítésben a nyolcadik helyen zárt. A legtöbb pályát nem ismerte és újdonság volt számára a kvalifikáció és a kerékcsere is.
Teljesítménye nem maradt el nagyon csapattársáétól, Ralf Schumacherétől. Belgiumban a harmadik pozíciót foglalta el a rajtrácson, mögüle indult Michael Schumacher. Mindezek ellenére a csapat Juan Pablo Montoyát szerződtette 2001-re, Buttont pedig kölcsönadták a Benettonnak.
Button Giancarlo Fisichella társaként nem nagyon villoghatott, aztán Flavio Briatore kritikáira is rosszul reagált. (Az is igaz, hogy a Benetton év elején csapnivaló volt.) A holtszezonban aztán átbeszélték a dolgokat és úgy tűnik az 1985 óta először gyári csapattal induló Renault (a Benetton utóda) tagjaként, Jarno Trullival az oldalán ismét felveszi a harcot a pontokért.