Pierwsze zwycięstwo w barwach Williamsa zdobył w GP San Marino w 1990 roku. Kolejne trzy odniósł w Meksyku i Portugalii (oba w 1991) oraz w Japonii w sezonie 1992. Kolejne zwycięstwo mógł odnieść w GP Francji, lecz oddał prowadzenie w wyścigu na rzecz lidera Williamsa, Nigela Mansella.
Benetton Pod koniec sezonu 1992 trzech kierowców prowadziło rozmowy z Williamsem na temat angażu w zespole - Nigel Mansell, Ayrton Senna oraz Alain Prost. Pozycja Riccarda została zagrożona, co spowodowało, że podpisał umowę z Benettonem. W swym ostatnim sezonie w Formule 1 jeździł u boku Michaela Schumachera. W klasyfikacji kierowców zajął 5. miejsce (dwa wyścigi ukończył na podium). Benetton nie przedłużył umowy na kolejne lata i w związku z tym, iż większość zespołów miała już kierowców na sezon 1994, Patrese zakończył swoją karierę.
Riccardo Patrese nosił miano najbardziej doświadczonego kierowcy w historii Formuły 1 od 1989 roku, kiedy to pobił poprzedni rekord (176 startów w GP) należący równolegle do Grahama Hilla i Jacques’a Laffite’a. Pod koniec swojej kariery miał na swoim koncie już 256 startów.