Philadelphia76ers(2005-2012)
残念なトレーニングパフォーマンスの後、Williamsはドラフトの2巡目に落ち、最終的にPhiladelphia76ersによって全体45位に選ばれました。 ウィリアムズはルーキーとしてプレーし、平均1.9得点を記録した。3試合に出場して30得点を記録した。
次のシーズン、ウィリアムズは2006年11月28日にNBA Development LeagueのFort Worth Flyersでプレーするために送られました。 Dリーグでの好成績と、76ersの先発投手アレン・アイバーソンを取り巻くトレードの噂の後、ウィリアムズは12月5日に76ersのロースターに戻された。
2007-08シーズン、ウィリアムズは平均11.3ppg、3.2apg、2.0rpg。 シーズン終了後、ウィリアムズはフリーエージェントとなり、フィラデルフィアと2500万ドルの5年契約を結んだ。
2011年のイースタン-カンファレンス-プレイオフの第4戦で、ウィリアムズは76ersにマイアミ-ヒートに86-82で勝利した。 しかし、シクサーズは5試合でシリーズを失った。
2011-12シーズン、ウィリアムズは76ersを率いて1試合あたり14.9得点を記録したが、単一の試合を開始しなかった。 NBAのシックスマン-オブ-ザ-イヤーに選出された。
アトランタ-ホークス（2012年-2014年）
2012年7月12日、アトランタ-ホークスと契約した。 2013年1月18日のブルックリン・ネッツ戦で、ウィリアムズは右膝に違和感を覚え、車椅子で試合を欠場した。 その後、彼はACLを引き裂き、シーズンの残りの部分を欠場することが明らかにされました。
ウィリアムズは2013-14シーズンの最初の数試合を欠場したが、膝の怪我から回復した。 2013年11月20日にデビューし、6得点を挙げた。 2013年12月14日、ウィリアムズはシーズン最高の27ポイントを獲得した。 彼は平均10.4得点、3.5アシスト、2.1リバウンドでシーズンを終えた。
Toronto Raptors(2014-2015)
2014年6月30日、ウィリアムスはLucas Nogueiraへのドラフト権とともに、John Salmonsと2015年の2巡目指名と引き換えにToronto Raptorsにトレードされた。 2014年11月22日のクリーブランド・キャバリアーズ戦でキャリアハイの36得点を記録し、110-93で勝利した。 2015年4月20日、ウィリアムズは2015年のNBAシックスマン・オブ・ザ・イヤーに選出され、トロント・ラプターズのメンバーとしては初の受賞となった。
ロサンゼルス・レイカーズ（2015-2017）
2015年7月9日、ウィリアムズはロサンゼルス・レイカーズと3年2100万ドルの契約を結んだ。 2015年10月28日のミネソタ・ティンバーウルブズ戦でレイカーズにデビューし、112-111で21得点を記録した。 2016年1月3日、フェニックス・サンズ戦でシーズンハイの30得点を記録し、97-77で勝利した。 5日後、彼はオクラホマシティ・サンダーにレイカーズの117-113損失の第4四半期に彼の当時のキャリアハイの44ポイントの23を獲得しました。
2016年12月3日、メンフィス-グリズリーズ戦でシーズンハイの40得点を記録し、103-100で勝利した。 ウィリアムズの40得点はメンフィス戦でのリザーブで最も得点したものであり、2014年のジョーダン-クロフォード以来となる40得点を記録した選手となった。 2日後のユタ・ジャズ戦では38得点、6リバウンド、7アシストを記録し、107-101で勝利し、12年間のNBAキャリアで初めて30得点を記録した。 また、2013年3月のコービー・ブライアント以来の連続試合で38得点以上を記録したレイカーズの選手となった。 12月3日から9日までの4試合で137得点を記録し、これは1970年にNBAがスタートを追跡し始めて以来の4試合連続得点記録となった。
ヒューストン-ロケッツ（2017年）
2017年2月23日、ウィリアムズはコーリー-ブリューワーと2017年ドラフト1巡目指名と引き換えにヒューストン-ロケッツにトレードされた。 その夜ロケッツでデビューし、ニューオーリンズ-ペリカンズ戦で27得点を記録し、129-99で勝利した。 2017年3月15日、レイカーズ戦で30得点を記録し、139-100で勝利した。
ロサンゼルス・クリッパーズ（2017-2021）
2017年6月28日、ロサンゼルス・クリッパーズはクリス・ポールと引き換えにウィリアムズ、パトリック・ビヴァリー、サム・デッカー、モントル・ハレル、ダラン・ヒリアード、デアンドレ・リギンズ、カイル・ウィルトジャーを獲得し、2018年のヒューストン・ロケッツから1巡目の指名を受けた。 2017年11月27日、ウィリアムズはロサンゼルス・レイカーズに120-115で勝利し、シーズンハイの42得点を記録した。 2017年12月9日、ワシントン・ウィザーズと対戦し、3回1分2秒の判定勝ちを収め、113-112でクリッパーズに勝利した。 は35試合に出場して打率. 2017年12月31日、シャーロット・ホーネッツ戦で40得点を挙げ、106-98で勝利した。 ウィリアムズはその後、12月25日から12月31日まで行われた試合でウェスタン・カンファレンス・プレーヤー・オブ・ザ・ウィークに選出された。 2018年1月10日、クリッパーズがゴールデンステート・ウォリアーズに125-106で勝利した第3クォーターでキャリアハイの50得点のうち27得点を記録した。 16試合に出場して27打数3安打、フリースロー全10本を記録した。 1990年12月にチャールズ・スミスが52得点を記録して以来、クリッパーが1試合で記録した最高得点記録であった。 ウィリアムズはその後、1月8日から1月14日まで行われた試合でウェスタン・カンファレンス・プレーヤー・オブ・ザ・ウィークに選出された。 2018年1月20日のユタ・ジャズ戦では31得点、10スティール、7アシストを記録し、125-113で勝利した。 彼はリーグ史上初の30得点、10スティール、7アシストを記録した選手となった。 2018年1月26日のメンフィス・グリズリーズ戦では40得点を挙げ、10アシストを記録し、シーズンハイの109-100でクリッパーズが勝利した。 2018年2月7日、クリッパーズと複数年契約を結んだ。 2018年2月23日のフェニックス・サンズ戦では33分間で35得点を記録し、23得点を記録したが、128-117で勝利した。 ウィリアムズは2017-18シーズンの平均得点（22.6）、アシスト（5.3）、分（32.8）でキャリアハイを記録した。 彼のベンチ得点は、彼の13シーズンでNBAをリードしました。 彼はその後、彼のキャリアの中で二度目のNBAシックスマン-オブ-ザ-イヤーに選ばれました。
2018年11月2日、クリッパーズがオーランド・マジックに120-95で勝利した後半戦で、ウィリアムズはゲームハイの28ポイントのうち23ポイントを獲得した。 クリッパーズは17勝9敗でシーズンをスタートさせたが、ウィリアムズは右ハムストリングの怪我を負った。 彼が逃した四つのゲームでは、クリッパーズは四連敗に耐えました。 12月20日のダラス・マーベリックス戦では125-121でクリッパーズが勝利した第4クォーターでウィリアムズは26得点のうち13得点を挙げた。 12月28日のレイカーズ戦でシーズンハイの36得点を記録し、118-107で勝利した。 2019年1月25日、シカゴ・ブルズ戦で31得点、10アシスト、10リバウンドを記録し、デトレフ・シュレンプフ（1993年）と共にNBA史上唯一の30得点のトリプルダブルを達成した選手となった。 904試合に出場し、974試合に出場したザック-ランドルフだけがキャリア初のトリプルダブルを達成した。 2月2日のデトロイト-ピストンズ戦では39得点を挙げ、クリッパーズ-ラリーの25得点をアシストし、111-101で勝利した。 2月11日のミネソタ・ティンバーウルブズ戦でシーズンハイの45得点を記録し、130-120で勝利した。 2月13日のサンズ戦では22分30得点10アシストを記録し、134-107で勝利し、NBA史上初の30得点10アシスト23分未満の選手となった。 3月8日のオクラホマシティ・サンダー戦では40得点を挙げ、118-110で勝利し、ジャマル・クロフォードを下してNBAキャリア2位となった。 また、リッキー-ピアースの記録である28試合目の30試合以上のベンチ外となり、27試合の出場に終わった。 3月11日のボストン・セルティックス戦では34得点を挙げ、140-115で勝利し、デル・カリー（11,147）を上回った。 3月17日のブルックリン・ネッツ戦では25得点を挙げ、28フィートの3ポイントシュートを成功させ、クリッパーズが119-116で勝利した。
2019年4月15日、ウィリアムズは36得点11アシストを記録し、クリッパーズは31得点の赤字を克服し、Nbaプレーオフ史上最大のカムバックとなった。 プレーオフでは30得点、10アシストを記録し、NBA史上2人目のベンチプレーヤーとなった。 シリーズ第5戦では33得点10アシストを記録し、129-121で勝利した。 クリッパーズはプレーオフで第6戦に敗れた。 NBAのシーズン終了後の授賞式では、ウィリアムズはNBAの6番目のマン・オブ・ザ・イヤーに選ばれ、ジャマル・クロフォードが受賞した唯一の3回目の受賞者となった。
NBAバブルのルールに違反した後、ウィリアムズは彼の検疫要件を満たすために2019-20シーズンの最初の2つのシードゲームを座る必要がありました。 2020年のNBAプレーオフでは、デンバー-ナゲッツ戦で平均12.8得点4.2アシストを記録し、ウェスタン-カンファレンス準決勝では3-1のリードを奪った。
アトランタ–ホークスとの2度目のスティント（2021年-現在）
2021年3月25日、ウィリアムズ、ドラフト2巡目指名、現金考慮事項がラジョン-ロンドと引き換えにアトランタ-ホークスにトレードされた。