
Em 1986 mudou-se para a equipe Williams e foi um postulante contumaz ao título, até a corrida final na Austrália e terminou em 3º. Ganhou o seu terceiro e último campeonato em 1987, numa batalha feroz com o companheiro de equipa Nigel Mansell que deixou o relacionamento do companheiro e da equipa estremecidos.

Posteriormente mudou-se para Lotus em 1988-1989 onde teve 3 pódios em 1988, terminando em 6º na temporada com 22 pontos e o 4º lugar como melhor resultado em 1989, terminando em 8º com 12 pontos.
Nelson Piquet foi para a equipa Benetton em 1990-1991 onde conseguiu ganhar três corridas(Japão e Austrália em 1990 mais a vitória no Canadá em 1991), antes de se retirar. Após sair da Fórmula 1, Piquet tentou correr as 500 Milhas de Indianápolis em dois anos, em 1992 e 1993. Também correu em carros esportivos como as 24 Horas de Le Mans em 1996 e 1997.

Na primeira edição do Grande Prêmio da Hungria, Piquet realizou sobre Ayrton Senna, a ultrapassagem que muitos consideram como a mais bela de todos os tempos na Fórmula 1 – no fim da reta dos boxes, pelo lado de fora de uma curva de 180 graus, escorregando nas quatro rodas. O tricampeão Jackie Stewart, comentando a cena, disse que era "como fazer um looping com um Boeing 747".
Curiosidade: A Melhor Ultrapassagem da História da F1, Nelson Piquet vs Ayrton Senna, GP da Hungria 1986
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