Première course en Espagne - 2e au Portugal - 4e en Belgique - 5e au Canada et en Grande-Bretagne - 6e en Italie.
La puissante écurie Williams-Renault lui fait confiance dans le rôle de pilote essayeur. Mais la mort d'Ayrton Senna à Imola bouleverse les plans de l’écurie anglaise. Peu de pilotes sont disponibles ou prêts à assurer la lourde succession de la star brésilienne. Alain Prost et Riccardo Patrese refusent de sortir de leur récente retraite, Heinz-Harald Frentzen souhaite rester fidèle à Sauber, tandis que Nigel Mansell est temporairement bloqué par son contrat en Cart avec Newman-Haas. Williams choisit donc logiquement la solution interne en se tournant vers Coulthard. David sait qu’il n’est pas le premier choix de son employeur, tout comme il sait que le retour programmé de Mansell en cours de saison se fera à son détriment. Ses débuts sont plutôt prometteurs, ponctués de performances parfois proches de son leader Damon Hill, notamment au GP du Portugal ou encore à Monza. Et même si en fin de saison, son remplaçant Nigel Mansell signe une sympathique victoire dans les rues d’Adelaide, c’est bel et bien le jeune David qui fait l’objet de toutes les convoitises sur le marché des transferts. McLaren et Williams allant même jusqu’à se disputer le nouvel espoir devant les tribunaux britanniques. C’est finalement Williams qui obtient gain de cause, n’hésitant pas au passage à se séparer de Mansell pour offrir une place de titulaire à l’Ecossais.

Victoire au Portugal - 2e au Brésil, en Allemagne, en Hongrie, au GP du Pacifique - 3e en France, en Grande-Bretagne et au GP d'Europe - 4e à San Marin. Au volant d’une voiture capable de jouer la victoire chaque Dimanche, on attend beaucoup de Coulthard. Trop, peut être. Son début de saison est relativement terne, dans l’ombre de Damon Hill qui résiste vaillamment à Michael Schumacher. Sa seconde moitié de saison est plus brillante. Coulthard enchaîne les pôles et décroche au passage une brillante victoire à Estoril. Mais trop de gaffes ont achevé de ruiner son crédit auprès de son écurie. Comment oublier sa sortie de route dans le tour de chauffe du GP d'Italie à Monza alors qu'il s'élançait de la pôle, ou encore son accident dans la ligne de décélération des stands d'Adelaide.

2e à Monaco, 3e au GP d'Europe, 4e au Canada, 5e en Grande-Bretagne et en Allemagne, 6e en France. Pressenti un moment chez Ferrari pour épauler Michael Schumacher, Coulthard trouve finalement refuge chez McLaren, écurie qui entame une lente reconstruction avec le soutien de Mercedes. Il y retrouve un autre jeune pilote ambitieux en la personne du Finlandais Mika Hakkinen.

Victorieux en Australie et en Italie, il est proche de l’emporter aussi à Montreal et à Jerez, où il cède ostensiblement la victoire à Hakkinen.

L’extraordinaire potentiel de la nouvelle McLaren, entr'aperçu lors de l’hiver 98 permet à David de caresser des rêves de consécration mondiale. Il n’en sera rien. Hakkinen prend irrésistiblement l’ascendant sur Coulthard, lequel assiste impuissant au sacre mondial de son équipier. Capable épisodiquement de prestations de grande classe, Coulthard, trop irrégulier, mesure à ses dépens l’écart le séparant du titre.

Pourtant vice champion, David Coulthard n'a pas convaincu. Le scénario avait tendance à se répéter depuis quelques saisons. Ambitieux, le pilote écossais devait revoir ses prétentions à la baisse face à un Mika Hakkinen, leader naturel de l'écurie McLaren. En 2001, Coulthard a enfin eu sa chance. Grâce à son talent indéniable bien sûr, mais aussi grâce au début de saison catastrophique de son équipier, atteint moralement par tant de malchance. Pourtant, il ne s'est pas révélé un aussi bon challenger que l'était Hakkinen les saisons passées. La faute à un Michael Schumacher sans doute inaccessible cette année, mais cela n'explique pas tout. On peut en fait lui reprocher d'avoir manqué d'audace en cours alors qu'il s'est toujours montré brillant en qualifications (trois pole dont une sublime à Monaco), et, à un moment crucial de la saison, d'être passé à côté de son grand prix national. Son statut de leader de l'écurie McLaren a vacillé en fin de saison.

Fin 2001, Hakkinen parti a la retraite, Coulthard croit voir son horizon se dégager. Mais il ne peut rien face au rouleau compresseur Michael Schumacher, et en interne, son nouvel équipier Kimi Raikkonen lui tourne autour avec la même insolence qu'Hakkinen en son temps.