Bottas je v sezonah 2009 in 2010 osvojil tretje mesto v prvenstvu Evropske Formula 3, leta 2011 pa je postal prvak serije GP3. V sezoni 2012 je bil testni dirkač moštva Williams-Renault, na večini dirk tudi tretji dirkač, v sezoni 2013 pa je napredoval do mesta stalnega dirkača. S štirimi prvenstvenimi točkami je osvojil sedemnajsto mesto v prvenstvu z osmim mestom na dirki za Veliko nagrado ZDA. Po upokojitvi Nica Rosberga po sezoni 2016 je ekipa Mercedes na njegovo mesto izbrala Bottasa.