Proprio con l'inglese Rosberg fa l'ingresso nel mondo delle quattro ruote, ai tempi sono compagni di merenda e rivali sui gokart. La vittoria nel mondiale GP2 e l'amicizia che lega il papà Keke con Frank Williams gli permettono di esordire in Formula 1 a soli vent'anni come pilota titolare della scuderia inglese. La monoposto non è più spinta dal motore BMW e il tedesco non va oltre un settimo posto, guadagnato peraltro all'esordio in Bahrein. In quell'occasione diventa anche il pilota più giovane ad aver siglato un giro veloce, ma chiude la stagione alle spalle del più esperto compagno di squadra Mark Weber. Nella lotta con il vicino di box, che nel frattempo è diventato Alexander Wurx, Nico si riscatta già dal 2007 dove conquista tutti i punti della Williams e chiude nono in classifica generale. Da quell'anno, fino all'accoppiamento con Hamilton alla Mercedes, Rosberg riuscirà sempre a battere il proprio compagno di squadra, compresa una leggenda come Michael Schumacher.

Prima del passaggio alla scuderia tedesca, però, ci sono altri due anni in Williams avari di gioie, dove Nico riesce a fare i suoi primi due podi in Australia e a Singapore. Nel 2010 la scelta di passare in Mercedes insieme al sette volte campione del mondo. La casa tedesca decide di fare un team tutto suo e per questo rileva la Brown GP che ha appena portato a casa la doppietta mondiale (titolo piloti più titolo costruttori). Ci sono tutte le premesse per riuscire finalmente a vincere, ma alcuni provvedimenti della FIA, come l'abolizione del doppio diffusore, esclude la MGP W01 dalla lotta per il Mondiale. Nico conquista tre podi e la settima posizione finale, ma soprattutto riesce a fare più punti di Schumacher, il che gli permette finalmente di essere riconosciuto come pilota di grandi prospettive. Gli anni al fianco di Michael, però, continuano a essere anni difficili, se si esclude l'illusione del 2012 con la vittoria in Cina al terzo Gran Premio della stagione. È la prima vittoria della carriera e Rosberg la firma con il suo stile: partenza dalla pole e gara in solitaria. Come detto però è un bagliore di luce nella notte e sarà seguito da un solo altro podio e dalla nona posizione in classifica generale.

Dal 2013 la macchina incomincia a dare soddisfazioni, ma iniziano anche i dolori perché dall'altra parte del box arriva il campione del mondo 2008 Lewis Hamilton. Nico riesce a vincere due volte, a Monaco e a Silverstone, contro un solo successo dell'inglese, ma i punti a fine anno sono comunque di meno. Lo scotto pagato nella sfida con Lewis è ancora più grande l'anno dopo perché si incomincia a correre per il titolo mondiale. L'inizio dell'era power unit, infatti, proietta la Mercedes davanti a tutti i rivali e la scuderia tedesca solo in tre GP non riesce a cogliere la vittoria. Rosberg dal canto suo riesce a stare in testa al campionato per tre quarti di stagione, ma negli ultimi weekend viene surclassato dal compagno di squadra. Nell'ultimo appuntamento ad Abu Dhabi, Nico si presenta con diciassette punti di svantaggio e una pole position conquistata in qualifica. Dei problemi meccanici (non i primi peraltro) compromettono però la sua gara.

Nel 2015 invece non c'è partita e Hamilton chiude i conti con tre GP di anticipo, ma è proprio dalle ceneri della stagione più negativa che nasce il miglior Rosberg di sempre. Sette GP vinti consecutivamente (tre nel 2015 più quattro nel 2016) gli danno quella fiducia necessaria per tenere testa allo spregiudicato rivale di team. Hamilton riviene fuori nella parte centrale della stagione con sei vittorie in sette gare, ma al ritorno dalla pausa estiva è di nuovo dominio Rosberg. Partenze sbagliate e problemi meccanici dell'inglese permettono al tedesco di piazzare l'allungo decisivo che lo porta, a trentuno anni, al tanto agognato primo titolo di campione del mondo.

*Numeri aggiornati al GP Abu Dhabi