Grazie alle qualità e alla padronanza del mezzo dimostrata come test driver, Damon venne "promosso" da [[Frank Williams]] e [[Patrick Head]] a seconda guida del team [[Williams F1|Williams-Renault]] al posto del campione del mondo in carica [[Nigel Mansell]] per partecipare al Campionato mondiale di Formula Uno. Non potendo correre con il numero 1, riservato al campione del mondo in carica, il primo anno corse con il numero 0. Suo compagno fu il francese [[Alain Prost]] appena rientrato nelle corse dopo un anno sabbatico.
Correndo con la [[Williams FW15C|Williams-Renault FW15C]] dotata di [[sospenionisospensioni attive]] la stagione di Hill non iniziò benissimo: al suo debutto in [[Gran Premio del Sudafrica 1993|Sudafrica]] sul [[Circuito di Kyalami]] finì in testacoda al primo giro e dovette ritirarsi al sedicesimo. La gara dopo, in [[Gran Premio del Brasile 1993|Brasile]], Hill giunse secondo dietro alla [[McLaren]] di [[Ayrton Senna]] conquistando il suo primo podio in Formula 1. Hill continuò ad impressionare e conquistò la sua prima [[pole position]] al [[Gran Premio di Francia 1993|Gran Premio di Francia]] dove solo un ordine di scuderia lo congelò al secondo posto dietro Prost. Hill sfiorò il suo primo successo nei gran premi di [[Gran Premio di Gran Bretagna 1993|Gran Bretagna]] e [[Gran Premio di Germania 1993|Germania]] dove dovette ritirarsi per problemi alla vettura e successivamente vinse il suo primo Gran Premio nel circuito di [[Hungaroring]], in [[Gran Premio d'Ungheria 1993|Ungheria]] il 15 agosto. Durante il 1993 ottenne altre 2 vittorie, in [[Gran Premio d'Italia 1993|Italia]] a [[Autodromo Nazionale di Monza|Monza]] e in [[Gran Premio del Belgio 1993|Belgio]]. Alla fine del campionato fu terzo con 69 punti dietro solo al compagno [[Alain Prost]] e alla [[McLaren]]-[[Ford]] di [[Ayrton Senna]].
