Som søn af tidligere Formel 1 kører, Satoru Nakajima, har Kazuki Nakajima noget at bevise. I 2007 fik han sin Formel 1 debut, men vejen dertil, startede da han var 14.
Kazuki havde sin far med overalt da han var teenager. Som blot 14-årig blev han Formula ICA mester, en gokart serie. Ikke lang tid derefter, blev Kazuki en del af Toyota´s Young Driver program.
I 2003 deltog Nakajima i Formel Toyota i Japan, et mesterskab han vandt sikkert. I de følgende to år, kørte han i den japanske F3 serie, hvor han i 2004 blev femmer, og året efter, i 2005, blev han nummer to i mesterskabet.
Manor Motorsports snuppede Nakajima til deres Formel 3 Euroseries i 2006, en sæson der ikke lige var hvad han forventede. Nakajima sluttede som nummer syv.
I 2007 manglede Williams en testkører, og samtidig leverede Toyota nu motorer til teamet, så det var en oplagt chance for den unge japaner. Han tog mod rollen som testkører med åbne arme, og testede intensivt for Rosberg og Wurz.
Da Alex Wurz faldt i gennem i 2007, og ikke leverede de ønskede resultater, fik Nakajima sindebut i årets sidste løb i Brasilien. Han startede fra en 19. plads, og selvom han nedlagde fem mekanikere i pitten, endte han på en respektabel 10. plads i løbet.
I 2008 er han fast kører ved siden af Nico Rosberg, hvor de to skal forsvare Williams farver.