Philadelphia 76ers (2005-2012)
Po zklamání cvičení výkony, Williams spadl na druhém kole draftu a byl nakonec vybral 45, celkově Philadelphia 76ers. Williams hrál střídmě jako nováček, průměr 1,9 bodu a .3 pomáhá více než 30 hry.
v příští sezóně byl Williams poslán hrát za Fort Worth Flyers NBA Development League 28. listopadu 2006. Po dobrém představení v D-League, a obchodní zvěsti obklopující 76ers ‚ výchozí bod stráž Allen Iverson, Williams byl odvolán zpět do seznamu 76ers v prosinci 5.
během sezóny 2007-08, Williams v průměru 11.3 ppg, 3.2 apg a 2.0 rpg. Na konci této sezóny se Williams stal omezeným volným hráčem a podepsal pětiletou smlouvu v hodnotě 25 milionů dolarů, aby zůstal s Philadelphií.
ve hře 4 prvního kola 2011 Východní konference play-off, Williams zasáhl go-dopředu tři ukazatele dát 76ers vítězství proti Miami Heat, 86-82. Sixers však nakonec sérii v pěti zápasech prohráli.
pro sezónu 2011-12 vedl Williams 76ers v bodování s 14,9 body na hru, přestože nezačal jednu hru. Byl finišerem finále NBA šestého Muže roku.
Atlanta Hawks (2012-2014)
v červenci 12, 2012, Williams podepsal s Atlanta Hawks. 18. ledna 2013, proti Brooklyn Nets, Williams přistál neohrabaně na pravém koleni a musel opustit hru na invalidním vozíku. Později vyšlo najevo, že si roztrhl ACL a bude chybět zbytek sezóny.
Williams vynechal prvních pár her sezóny 2013-14, zatímco se zotavoval ze zranění kolena. Debutoval 20. Listopadu 2013 a zaznamenal 6 bodů z lavičky. 14. Prosince 2013 zaznamenal Williams sezónní maximum 27 bodů. Sezonu zakončil průměry 10,4 bodu, 3,5 asistence a 2,1 doskoku.
Toronto Raptors (2014-2015)
Na červen 30, 2014, Williams byl vyměněn spolu s návrhem práva Lucas Nogueira, Toronto Raptors výměnou za John Salmons a 2015 druhé kolo draftu. 22. Listopadu 2014 zaznamenal tehdejší kariérní maximum 36 bodů při výhře Raptors 110: 93 nad Clevelandem Cavaliers. 20. Dubna 2015 byl Williams jmenován šestým mužem roku 2015 NBA a stal se prvním členem Toronto Raptors, který kdy získal cenu.
Los Angeles Lakers (2015-2017)
Na červenec 9, 2015, Williams podepsal tři-rok, $21 milionů smlouvu s Los Angeles Lakers. Debutoval pro Lakers v sezóně otvírák proti Minnesotě Timberwolves na 28. října 2015, bodování 21 bodů z lavice v 112-111 ztráty. 3.ledna 2016 zaznamenal tehdejší sezonní maximum 30 bodů při výhře 97: 77 nad Phoenix Suns. O pět dní později, on zaznamenal 23, pak se jeho kariéry-vysoká 44 bodů ve čtvrtém čtvrtletí, Lakers‘ 117-113 ztráty do Oklahoma City Thunder.
3. Prosince 2016 zaznamenal Williams sezónní maximum 40 bodů z lavičky v prohře 103-100 s Memphis Grizzlies. Williamsových 40 bodů bylo vůbec nejvíce nastřílených soupeřovou rezervou proti Memphisu a stal se prvním hráčem, který nastřílel 40 bodů z lavičky od Jordana Crawforda v dubnu 2014. O dva dny později, on měl 38 bodů, šest doskoků a sedm asistencí ve 107 až 101 ztráty na Utahu Jazz, dávat dohromady první back-to-back 30-bod hry z jeho 12-rok NBA kariéru. Stal se také prvním hráčem Lakers, který od Kobe Bryanta v březnu 2013 nastřílel v následujících zápasech alespoň 38 bodů. Více než čtyři hry mezi 3. prosince a 9, Williams nastřílel 137 bodů—největší čtyři-hra bodování výkonnostní rezerva od NBA začalo sledování začíná v roce 1970.
Houston Rockets (2017)
v únoru 23, 2017, Williams byl vyměněn do Houston Rockets výměnou za Corey Brewer a 2017 První kolo draftu. Ten večer debutoval za Rockets, když zaznamenal 27 bodů se sedmi třemi ukazateli z lavičky při výhře 129-99 nad New Orleans Pelicans. 15. března 2017 zaznamenal 30 bodů při výhře 139-100 nad Lakers.
Los Angeles Clippers (2017-2021)
28. června 2017, Los Angeles Clippers získal Williams, Patrick Beverley, Sam Dekker, Montrezl Harrell, Darrun Hilliard, DeAndre Liggins, Kyle Wiltjer, a 2018 prvním kole draftu z Houston Rockets v exchange pro Chris Paul. 27. Listopadu 2017 zaznamenal Williams sezónní maximum 42 bodů při výhře 120-115 nad Los Angeles Lakers. V prosinci 9, 2017, on udeřil go-ahead pull-up 3-ukazatel s 1,2 sekundy zbývající, zvedat Clippers k 113-112 vítězství nad Washington Wizards. Skončil s 35 body na čele dominantní lavičky Clippers. 31. prosince 2017 zaznamenal 40 bodů z lavičky při výhře 106-98 nad Charlotte Hornets. Williams byl následně jmenován hráčem Západní konference týdne pro hry hrané od pondělí 25. prosince do neděle 31. Prosince. 10. ledna 2018, on zaznamenal 27 jeho kariéry-vysoká 50 bodů ve třetím čtvrtletí, Clippers‘ 125-106 vítězství nad Golden State Warriors. Střílel 16 pro 27 s osmi nejlepšími v kariéře 3-ukazatele a udělal všechno 10 jeho trestných hodů. To byl nejvyšší bodování úsilí Zastřihovač v jedné hře od Charles Smith svázané franchise rekord 52 bodů v prosinci 1990. Williams byl následně jmenován hráčem Západní konference týdne pro hry hrané od pondělí 8. ledna do neděle 14. ledna. 20. ledna 2018, on zaznamenal 31 bodů, povolení-záznam 10 krade a sedm asistencí v 125-113 ztráty na Utahu Jazz. On se stal prvním hráčem v historii ligy dosáhnout 30 bodů, 10 krade a sedm asistencí ve hře, protože krade se stal zaznamenány stat. Dne 26. ledna 2018, měl 40 bodů a uzavřeno jeho sezona vysoká s 10 asistencí v Clippers‘ 109-100 vítězství nad Memphis Grizzlies. 7. února 2018 podepsal s Clippers víceleté prodloužení smlouvy. Na 23. února roku 2018, měl 35 bodů za 33 minut, včetně 23-bod druhém čtvrtletí, v 128-117 vítězství nad Phoenix Suns. Williams během sezóny 2017-18 průměroval Kariérní maxima v bodech (22.6), asistencích (5.3) a minutách (32.8). Jeho bodování na lavičce vedlo NBA ve své 13. sezóně. Následně byl podruhé v kariéře vyhlášen šestým mužem roku NBA.
2. Listopadu 2018 zaznamenal Williams 23 ze svých 28 bodů ve druhé polovině vítězství Clippers 120-95 nad Orlandem Magic. Clippers začali sezónu s rekordem 17-9, než Williams utrpěl zranění pravého hamstringu. Ve čtyřech zápasech, které vynechal, Clippers vydrželi čtyřzápasovou sérii porážek. Ve svém návratu do akce na prosinec 20, Williams nastřílel 13 ze svých 26 bodů ve čtvrtém čtvrtletí, Clippers‘ 125-121 vítězství nad Dallas Mavericks. 28. prosince měl sezonní maximum 36 bodů při výhře 118: 107 nad Lakers. 25. ledna 2019, on zaznamenal jeho první v kariéře triple-double s 31 bodů, 10 asistencí a 10 doskoků v 106-101 vítězství nad Chicago Bulls, spojující Detlef Schrempf (v roce 1993) jako jediný další hráč v historii NBA s 30-bod triple double z lavičky. Williamsův první triple-double nastal ve svém 904. zápase v kariéře-pouze Zach Randolph v 974 hrách zaznamenal svůj první později v kariéře. Na 2. února, on zaznamenal 39 bodů a pomohl Clippers rally od 25-bodový deficit porazit Detroit Pistons 111-101. 11. února zaznamenal z lavičky sezonní maximum 45 bodů při prohře 130-120 s Minnesotou Timberwolves. Na 13. února, on zaznamenal 30 bodů a 10 asistencí za 22 minut v 134-107 vítězství nad Suns, se stal prvním hráčem v historii NBA s alespoň 30 bodů a 10 asistencí v méně než 23 minut. Na 8. Března, on zaznamenal 40 bodů v 118-110 vítězství nad Oklahoma City Thunder, tak kolem Jamal Crawford na druhé místo v NBA kariéru bodů z lavičky. Byl to také 28. zápas jeho kariéry s 30 nebo více z lavičky, překonání rekordu Rickyho Pierce 27. Na 11. Března, se stal NBA kariéru vůdce bodů z lavičky s 34 body v 140-115 vítězství nad Boston Celtics, čímž překonal Dell Curry (11,147). 17. Března, on zaznamenal 25 bodů a trefil 28-noha 3 body z horní části klávesy na bzučák dát Clippers 119-116 vítězství nad Brooklyn Nets.
15. dubna, 2019, Williams měl 36 bodů a 11 asistencí na pomoc Clippers překonat 31-bodový deficit—největší comeback v NBA playoff historie—a kravatu prvním kole série na 1-1 proti Warriors s 135-131 vyhrát. Stal se teprve druhým hráčem na lavičce v historii NBA s výkonem 30 bodů a 10 asistencí v play off. Ve Hře 5 série, měl 33 bodů a 10 asistencí v 129-121 vyhrát. Clippers prohráli 6. zápas a vypadli z play-off. V noci cen NBA na konci sezóny, Williams byl jmenován šestým mužem roku NBA, připojil se k Jamalu Crawfordovi jako jedinému trojnásobnému vítězi ceny.
poté, co porušil pravidla bubliny NBA, byl Williams povinen vysadit první dvě setí sezóny 2019-20, aby splnil své karanténní požadavky. V roce 2020 NBA play-Off, on bojoval po playoffs s průměry 12,8 bodů a 4,2 asistencí jako Clippers klesly v sedmi zápasech proti Denver Nuggets, zatímco vzdává vedení 3-1 v Západní Konference semifinále.
2. stint s Atlanta Hawks (2021–současnost)
25. Března, 2021, Williams, dva druhém kole draftu, a peníze úvahy byl vyměněn do Atlanty Hawks výměnou za Rajon Rondo.