วิลเลียมส์เกิดที่รัฐมิสซูรี และใช้ชีวิตช่วง 25 ปีแรกที่เมืองวอเตอร์ลู รัฐออนแทรีโอ ประเทศแคนาดา ที่ซึ่งพ่อของเขาเป็นอาจารย์สอนวิชาจิตวิทยาที่มหาวิทยาลัยวอเตอร์ลู[1] วิลเลียมส์ศึกษาที่วิทยาลัยเชอริดัน ในหลักสูตรแอนิเมชัน หลังจากจบการศึกษาก็ได้เข้าทำงานกับดิสนีย์ และย้ายมาอยู่ที่ลอสแอนเจลิส[1]

วิลเลียมส์ได้ร่วมทำงานในแผนกเนื้อเรื่องของภาพยนตร์ มู่หลาน, จักรพรรดิกลายพันธุ์ อัศจรรย์พันธุ์ต๊อง, และ มหัศจรรย์หมีผู้ยิ่งใหญ่ ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2550 ได้มีการประกาศว่าวิลเลียมส์จะเป็นผู้กำกับภาพยนตร์ชื่อเรื่องว่า American Dog[2] ซึ่งต่อมาใช้ชื่อเรื่องว่า Bolt (โบลท์ ซูเปอร์โฮ่ง ฮีโร่หัวใจเต็มร้อย) โดยเป็นผู้กำกับร่วมกับไบรอน โฮเวิร์ด[3]

ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2553 มีการรายงานจากหลายแหล่งข่าวว่าวิลเลียมส์จะเป็นผู้กำกับภาพยนตร์ที่ดัดแปลงจากนิยายวิทยาศาสตร์เรื่อง The King of the Elves ของฟิลิป เค. ดิก[4][5][6] อย่างไรก็ดี ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2556 ได้มีการประกาศวิลเลียมส์จะได้ร่วมกำกับภาพยนตร์ของดิสนีย์อีกเรื่องหนึ่งคือ บิ๊กฮีโร่ 6 ภาพยนตร์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากการ์ตูนของมาร์เวลคอมิกส์ในชื่อเรื่องเดียวกัน โดยเป็นผู้กำกับร่วมกับดอน ฮอลล์[7]