Praca dla Williamsa W 1990 roku Patrick Head zaproponował mu pracę w Williamsie, Newey objął stanowisko dyrektora technicznego i zaprojektował Williams FW14 (1991) i wersję FW14B (1992), Williams FW15C (1993), Williams FW16 (1994) i wersję FW16B (1994), Williams FW17 (1995) i wersję FW17B (1995), Williams FW18 (1996) i Williams FW19 (1997).
Wypadek Ayrtona Senny
Podczas Grand Prix San Marino 1 maja 1994 roku na włoskim torze Autodromo Enzo e Dino Ferrari w Imoli podczas wypadku zginął Ayrton Senna, który prowadził bolid Williams FW16 zaprojektowany przez Neweya. Newey i Patrick Head zostali posądzeni o spowodowanie wypadku, w samochodzie wykryto, że kolumna kierownicy została źle zmodyfikowana i pękła. Williams przez cały czas sprzeciwiał się tym zarzutom. W 1997 roku został wydany wyrok uniewinniający Neweya i Heada, w 1999 roku go podtrzymano a w 2003 roku proces został wznowiony, obaj zostali uniewinnieni, 27 maja 2005 roku zostali uniewinnieni przez sąd apelacyjny. W 2011 roku Newey przyznał, że wypadek go zmienił, chciał wycofać się z rywalizacji w Mistrzostwach Świata Formuły 1.