En 2000, el inglés comenzó a desempeñarse como piloto de pruebas de la máxima categoría en diferentes escuderías. Sus buenos resultados llamaron la atención de Sir Frank Williams que lo contrató como piloto de pruebas de Williams. Terminó la temporada 2000 en la octava posición y demostró que era un piloto con condiciones.

En 2001, y a pesar de que su contrato con Williams estaba vigente, Button condujo un Benetton, aunque sin buenos resultados. El inglés concluyó la temporada en un decepcionante decimoséptimo lugar.

En 2002 Benetton fue comprada por Renault. Jenson tuvo un buen nivel en las carreras y demostró que su temporada anterior había sido mala suerte.

En 2003 Button pasó a la escudería BAR. Tenía como compañero de equipo al ex campeón Jacques Villeneuve. Las relaciones entre ambos se tensaron ya en la primera carrera. El piloto inglés terminó en novena posición.

En la temporada 2004 Button alcanzó su primer podio al finalizar en el tercer lugar, resultado que repetiría en el Gran Premio de Bahréin.

En agosto de 2004 el inglés anunció que había firmado un acuerdo con Williams para retornar a esa escudería a partir de la temporada 2005. El director de BAR, David Richards, anunció su intención de litigar para mantener al piloto inglés en su escudería, a pesar de que Frank Williams afirmaba que el pase era completamente legal. El comité de inspección de contratos de la FIA determinó que el contrato seguía ligando al piloto a BAR en 2005.

Button tuvo un frustrante inicio de temporada, pero prometedor hacia el final. Aunque tanto él como su compañero de equipo, Takuma Sato, fueron descalificados de varios Grandes Premios por la utilización de un monoplaza con irregularidades, finalizó la temporada en novena posición.

En 2006 el equipo BAR-Honda fue adquirido por Honda y pasó a denominarse Honda-Racing. Una gran pretemporada en 2006 hizo pensar en una victoria en el Campeonato, pero algunos problemas técnicos a mitad de temporada perjudicaron los resultados. El 6 de agosto de 2006, Button, en una carrera histórica, logró su primera victoria en un Gran Premio de Fórmula 1, al vencer en el Gran Premio de Hungría de 2006. Realizó una gran remontada en la tala e puntos y alcanzó la sexta posición.