Luego compitió en el Deutsche Tourenwagen Masters en un Mercedes-Benz Clase C de Mücke, donde no logró ningún podio, tras lo cual se retiró como piloto.

Debido a su gran progreso en las categorías, Coulthard fue contratado por Williams F1 como piloto de pruebas.

Logró su primera victoria en el Gran Premio de Portugal,[2]​ pero cometió graves errores durante la temporada.

En el año 1996, finalmente, Coulthard se incorporó al equipo McLaren para ser piloto titular junto a Mika Häkkinen.

En 1998, McLaren es sumamente competitivo, lo que le permite a David obtener una victoria y otros buenos resultados, pero Häkkinen fue más veloz que él y se quedó con el campeonato de pilotos.

En la temporada 2000 disputó 17 carreras logrando tres victorias y subiéndose al podio en hasta 12 ocasiones, aunque uno de ellos no fue contabilizado, siendo descalificado en Brasil por presuntas irregularidades en el alerón delantero.

[8]​ En esa temporada, realmente mala debido al pobre potencial del coche, David sólo puntuó en 4 carreras más, siendo 8.º en Melbourne (tras un percance con Scott Speed), 8.º en Montreal, 7.º en Indianápolis y 5.º en el lluvioso Hungaroring, sumando un total de 14 puntos y terminando 13.º en la clasificación final de pilotos.

Estuvo sin puntuar 5 Grandes Premios, hasta que sumó 4 puntos en el lluvioso Nürburgring.

2008 fue un mal año para Coulthard, puesto que no mostró un buen rendimiento y su compañero Mark Webber le superó frecuentemente.

[10]​ Tras volver a puntuar en Singapur, Coulthard participó en su última carrera, el Gran Premio de Brasil de 2008, en el que no tuvo fortuna al ser embestido primero por Nico Rosberg y después por Kazuki Nakajima recién iniciada la carrera.

[12]​ Compitió tres años seguidos para el equipo de Mücke con un Mercedes-Benz Clase C, sin destacar demasiado.

En 2011 terminó 16.º en el campeonato, nuevamente con tan sólo un punto gracias a un octavo puesto.

En 2012 corrió en la Copa de las Naciones junto al británico Andy Priaulx, a la vez que alcanzó la semifinal en la prueba individual.

En 2014, Coulthard corrió en Barbados junto a la británica Susie Wolff, perdiendo en la final ante la dupla nórdica de Tom Kristensen y Petter Solberg.