Rok 1979 należał do Ferrari i rewelacyjnego bolidu 312T4. Villeneuve wygrał trzykrotnie, w GP Południowej Afryki, GP Stanów Zjednoczonych – Zachód i GP Stanów Zjednoczonych, lecz w końcowej klasyfikacji musiał uznać wyższość swojego kolegi z teamu – Jody'ego Schecktera. Do historii przeszedł jego zwycięski pojedynek z Francuzem René Arnoux z Renault o drugie miejsce, podczas Grand Prix Francji.
Sezon 1980 jest przeciwieństwem wcześniejszego – słaby samochód nie pozwala Kanadyjczykowi na osiągnięcie znaczących sukcesów, a sezon kończy punktując w tylko czterech wyścigach.
Sytuacja nieco się zmieniła w sezonie 1981, wraz z wprowadzeniem przez Ferrari silnika turbo. Villeneuve wygrał na torach w Monako i Hiszpanii, wziął również udział w zorganizowanym przez stajnię, pokazowym wyścigu ze startującym myśliwcem, w którym również odniósł zwycięstwo. Ostatecznie zajął 7. miejsce w klasyfikacji generalnej z dorobkiem 25 punktów.