Philadelphia 76ers (2005-2012)
kiábrándító edzésteljesítmény után Williams a draft második fordulójába esett, végül a 45.helyet szerezte meg a Philadelphia 76ers. Williams játszott takarékosan, mint egy újonc, átlagosan 1,9 pontot .3 segíti több mint 30 Játékok.
a következő szezonban, Williams küldtek játszani a Fort Worth Flyers az NBA fejlesztési Liga November 28, 2006. A D-ligában való jó bemutatás és a 76ers kezdőcsapatát körülvevő kereskedelmi pletykák után Allen Iverson, Williams December 5-én visszahívták a 76ers névsorába.
a 2007-08-as szezonban a Williams átlaga 11,3 ppg, 3,2 apg és 2,0 rpg volt. A szezon végén Williams korlátozott szabadügynök lett, és ötéves szerződést írt alá 25 millió dollár értékben, hogy a Philadelphiánál maradjon.
a 2011-es Keleti Konferencia rájátszásának első fordulójának 4.játékában Williams elért egy továbbjutó hárompontost, így a 76ers győzelmet aratott a Miami Heat ellen, 86-82. A Sixers azonban végül öt meccsen elvesztette a sorozatot.
a 2011-12-es szezonban Williams meccsenként 14,9 ponttal vezette a 76ers-t a gólszerzésben, annak ellenére, hogy egyetlen meccset sem kezdett. Ő volt a második helyezett a NBA az év hatodik embere díj.
Atlanta Hawks (2012-2014)
július 12-én, 2012, Williams aláírt az Atlanta Hawks. Január 18-án, 2013-ban, a Brooklyn Nets ellen, Williams kínosan landolt a jobb térdén, és kerekesszékkel kellett hagynia a játékot. Később kiderült, hogy elszakította az ACL-jét, és kihagyja a szezon hátralévő részét.
Williams kihagyta a 2013-14-es szezon első néhány meccsét, miközben felépült térdsérüléséből. Debütált November 20-án, 2013-ban, 6 pontot szerezve a padról. December 14-én, 2013, Williams szerzett egy szezonban magas 27 pont. A szezont átlagosan 10,4 ponttal, 3,5 gólpasszal és 2,1 lepattanóval zárta.
Toronto Raptors (2014-2015)
június 30-án, 2014, Williams kereskedtek, valamint a tervezet jogokat Lucas Nogueira, a Toronto Raptors cserébe John Salmons és 2015 második fordulóban pick. November 22-én, 2014, ő szerezte az akkori karrier-magas 36 pontot a Raptors ‘ 110-93 nyerni a Cleveland Cavaliers. Április 20, 2015, Williams nevezték a 2015 NBA az év hatodik embere, a Toronto Raptors első tagja lett, aki valaha is elnyerte a díjat.
Los Angeles Lakers (2015-2017)
9.július 2015-Én Williams hároméves, 21 millió dolláros szerződést írt alá a Los Angeles Lakers-szel. Ő debütált a Lakers a szezonnyitó ellen Minnesota Timberwolves október 28, 2015, pontozás 21 pontot a padról egy 112-111 veszteség. Január 3-án 2016-ban az akkori szezon legmagasabb 30 pontját szerezte a Phoenix Suns elleni 97-77-es győzelem során. Öt nappal később 23-at szerzett akkori karrierje legmagasabb 44 pontjából a Lakers 117-113-as vereségének negyedik negyedében Oklahoma City Thunder.
December 3-án, 2016, Williams szerzett egy szezonban magas 40 pontot a padról egy 103-100 veszteség a Memphis Grizzlies. Williams 40 pontja volt a legtöbb, amit az ellenfél tartaléka szerzett Memphis ellen,és ő lett az első játékos, aki 40-et szerzett a padról Jordan Crawford 2014 áprilisában. Két nappal később 38 pontot, hat lepattanót és hét gólpasszt szerzett a Utah Jazz elleni 107-101-es vereségben, összeállítva az első back-to-back 30 pontos meccseket 12 éves NBA-karrierje során. Ő lett az első Lakers-játékos, aki azóta legalább 38 pontot szerzett az egymást követő játékokban Kobe Bryant 2013 márciusában. A December 3.és 9. közötti négy meccsen Williams 137 pontot szerzett—ez a tartalék legnagyobb négymeccses pontozási teljesítménye azóta, hogy az NBA 1970-ben elkezdte nyomon követni a kezdéseket.
Houston Rockets (2017)
február 23-án, 2017-ben Williams-t a Houston Rockets-be cserélték Corey Brewerért és egy 2017-es első körös draftért cserébe. Aznap este debütált a Rockets csapatában, 27 pontot szerzett hét hárompontossal a kispadról, 129-99-es győzelemmel a New Orleans Pelicans. 15. március 2017-én 30 pontot szerzett a Lakers 139-100-as győzelmében.
Los Angeles Clippers (2017-2021)
június 28-án, 2017-ben a Los Angeles Clippers megszerezte Williams, Patrick Beverley, Sam Dekker, Montreezl Harrell, Darrun Hilliard, DeAndre Liggins, Kyle Wiltjerés egy 2018-as első körös választás a Houston Rockets-től Chris Paulért cserébe. November 27, 2017, Williams szerzett egy szezon magas 42 pont egy 120-115 győzelem a Los Angeles Lakers. December 9-én, 2017, megütötte a go-ahead pull-up 3-mutató 1,2 másodperc van hátra, felemelve a Clippers egy 113-112 győzelem a Washington Wizards. 35 ponttal végzett, hogy domináns kispadot vezessen a Clippers számára. 31. December 2017-én 40 pontot szerzett a padról egy 106-98-as győzelemben a Charlotte Hornets felett. Williamst ezt követően a Nyugati Konferencia hét játékosa lett a december 25-én, hétfőn, december 31-én vasárnap játszott játékokért. Január 10, 2018, ő szerezte 27 karrierje magas 50 pont a harmadik negyedévben a Clippers ‘ 125-106 nyerni a Golden State Warriors. 16-ot lőtt 27-re a karrier legjobb nyolc 3-mutatójával, és mind a 10 szabaddobását tette. Azóta ez volt a Clipper legmagasabb pontszámú erőfeszítése egyetlen meccsen Charles Smith franchise-rekordot kötött 52 ponttal 1990 decemberében. Williamst ezt követően a Nyugati Konferencia hét játékosa lett a január 8-tól január 14-ig, hétfőtől vasárnapig játszott játékokért. Január 20-án, 2018-ban 31 pontot, franchise-rekordot 10 lopást és hét segítséget kapott a Utah Jazz 125-113-as veszteségében. Ő lett az első játékos a bajnokság történetében, aki elérte a 30 pontot, 10 lopást és hét gólpasszt egy játékban, mivel a lopások rögzített statisztikává váltak. 26.január 2018-án 40 pontja volt, és 10 gólpasszt adott a Clippers 109-100-as győzelmében a Memphis Grizzlies felett. 7. február 2018-án többéves szerződéshosszabbítást írt alá a Clippers – szel. 23. Február 2018-án 35 perc alatt 33 pontot szerzett, köztük egy 23 pontos második negyedévet, 128-117-es győzelemmel a Phoenix Suns ellen. Williams a karrier csúcspontjait átlagolta pontokban (22,6), gólpasszokban (5,3) és percekben (32,8) a 2017-18-as szezonban. A kispad pontozása vezette az NBA-t a 13.szezonban. Ezt követően karrierje során másodszor nevezték el az NBA hatodik emberének.
November 2, 2018, Williams szerzett 23 Az Ő játék-magas 28 pont a második felében a Clippers’ 120-95 nyerni a Orlando Magic. A Clippers 17-9-es mérleggel kezdte a szezont, mire Williams jobb combhajlító sérülést szenvedett. A kihagyott négy meccsen a Clippers négy meccses vesztes sorozatot szenvedett el. December 20-i visszatérésében Williams 13 pontot szerzett 26 pontjából a Clippers 125-121-es győzelmének negyedik negyedében Dallas Mavericks. December 28-án a szezon legmagasabb 36 pontja volt a Lakers elleni 118-107-es győzelem során. Január 25, 2019, ő rögzítette az első karrier triple-double 31 pont, 10 gólpassz és 10 lepattanó egy 106-101 győzelem a Chicago Bulls, csatlakozott Detlef Schrempf (1993-ban), mint az egyetlen másik játékos az NBA történetében egy 30 pontos triple double le a padról. Williams első tripla-duplája karrierjének 904.játékában történt—csak Zach Randolph 974 meccsen jelentkezett be először karrierje későbbi szakaszában. Február 2-án 39 pontot szerzett, és 25 pontos hátrányból segítette a Clippers rallyt a Detroit Pistons 111-101-es legyőzésében. Február 11-én a szezon legmagasabb 45 pontját szerezte a kispadról 130-120-as vereséggel a Minnesota Timberwolves. Február 13-án 30 pontot és 10 gólpasszt jegyzett 22 perc alatt, 134-107-es győzelemmel a Suns ellen, és az NBA történetének első játékosává vált, aki legalább 30 ponttal és 10 gólpasszal kevesebb, mint 23 perc alatt. Március 8-án 40 pontot szerzett az Oklahoma City Thunder elleni 118-110-es győzelem során, így Jamal Crawfordot az NBA karrierpontjainak második helyén múlta le a kispadról. Ez volt karrierje 28.meccse is, legalább 30-mal a kispadról, megdöntve Ricky Pierce 27-es rekordját. Március 11-én az NBA karrierjének vezetője lett a padon kívüli pontokban, 34 ponttal a Boston Celtics elleni 140-115-ös győzelem során, ezzel felülmúlva Dell Curry (11 147). Március 17-én 25 pontot szerzett, és egy 28 méteres 3 mutatót ütött a kulcs tetejéről a hangjelzőn, így a Clippers 119-116-os győzelmet aratott a Brooklyn Nets felett.
15.április 2019-én Williamsnek 36 pontja és 11 gólpasszja volt, hogy segítsen a Clippersnek legyőzni a 31 pontos hiányt—az NBA rájátszás történetének legnagyobb visszatérését—, és az első forduló sorozatát 1-1-re köti a Warriors ellen 135-131 győzelemmel. Az NBA történetében csak a második kispados lett, 30 pontos, 10 asszisztos teljesítménnyel a rájátszásban. A sorozat 5. meccsén 33 pontot és 10 gólpasszt szerzett 129-121-es győzelemmel. A Clippers elvesztette a 6. meccset, hogy meghajoljon a rájátszásból. Az NBA szezon végi díjátadóján Williamst az NBA év hatodik emberének nevezték, csatlakozott Jamal Crawford mint a díj egyetlen háromszoros nyertese.
miután megsértette az NBA buborék szabályait, Williamsnek ki kellett ülnie a 2019-20-as szezon első két vetési meccsét, hogy teljesítse karanténkövetelményeit. Ban,-ben 2020 NBA rájátszás, az egész utószezonban küzdött, átlagosan 12,8 ponttal és 4,2 gólpasszal, mivel a Clippers hét meccsen esett vissza a Denver Nuggets miközben 3-1-es vezetést adott át a Nyugati Konferencia elődöntőjében.
2.Etap Atlanta Hawks–szal (2021-jelen)
március 25-én 2021-ben Williams, két második körös draft-válogatást és készpénzes megfontolásokat cseréltek az Atlanta Hawks-ra Rajon Rondo-ért cserébe.