W [[Formuła 1 Sezon 2007|sezonie 2007]] Mistrzostw Świata [[Formuła 1|Formuły 1]] był oficjalnym kierowcą testowym zespołu [[WilliamsF1|Williams]] Brał także udział w kilku sesjach treningowych przed wyścigami, a podczas [[Formuła 1 - Grand Prix Brazylii 2007|Grand Prix Brazylii]] zastąpił [[Alexander Wurz|Alexa Wurza]]. W trakcie wizyty w boksach Nakajima popełnił błąd i potrącił dwóch swoich mechaników, nie odnieśli oni jednak żadnych poważnych obrażeń. Kazuki ukończył wyścig na 10. miejscu, które dało mu 22. miejsce w klasyfikacji końcowej sezonu.
[[7 listopada]][[2007]]r.roku Nakajima został ogłoszony drugim kierowcą Williamsa w [[Formuła 1 Sezon 2008|sezonie 2008]]<ref>{{Cytuj stronę | autor = W. Nogalski | url = http://www.f1.v10.pl/Rosberg,i,Nakajima,kierowcami,Williamsa,w,2008,4267.html | tytuł = Rosberg i Nakajima kierowcami Williamsa w 2008 | opublikowany =F1 f1.v10.pl | data =[[7listopada]] [[2007]]-11-07 r.| data dostępu = [[2008-01-20 stycznia]]| [[2008]]język = r.pl}}</ref>. Nakajima w sezonie [[2008]] zasłynął wieloma kraksami które spowodowały odpadnięcie z wyścigu innych kierowców, m.in. [[Robert Kubica|Roberta Kubicy]] podczas [[Formuła 1 - Grand Prix Australii Formuły 12008|Grand Prix Australii]] i [[Fernando Alonso]] podczas [[Formuła 1 - Grand Prix Europy Formuły 12008|Grand Prix Europy]]. Jednak poza negatywnymi występami pokazywał się również z dobrej strony, będąc w kilku wyścigach lepszym od [[Nico Rosberg]]a oraz punktując pięciokrotnie, a więc tyle samo co Niemiec, jednak ze słabszym skutkiem. Ostatecznie ukończył sezon na 15. miejscu z dorobkiem 9 punktów. W sezonie [[2009]] ponownie reprezentował barwy zespołu [[WilliamsF1|Williams]]. Sezon zakończył zna zerowymdwudziestym dorobkiemmiejscu, punktównie nazdobył dwudziestym miejscupunktów.
