Philadelphia 76ers (2005-2012)
efter nedslående träningsföreställningar föll Williams till andra omgången av utkastet och valdes så småningom 45: e totalt av Philadelphia 76ers. Williams spelade sparsamt som en rookie, genomsnitt 1.9 poäng och .3 hjälper över 30 matcher.
nästa säsong skickades Williams för att spela för Fort Worth Flyers i NBA Development League den 28 November 2006. Efter en bra visning i D-League och handel rykten kring 76ers startpunktvakt Allen Iverson, återkallades Williams tillbaka till 76ers roster den 5 December.
under säsongen 2007-08 var Williams i genomsnitt 11,3 ppg, 3,2 apg och 2,0 rpg. I slutet av den säsongen blev Williams en begränsad fri agent och tecknade ett femårigt avtal värt 25 miljoner dollar för att stanna kvar i Philadelphia.
i Match 4 i första omgången av 2011 Eastern Conference Playoffs, Williams slog en klartecken trepekare för att ge 76ers en seger mot Miami Heat, 86-82. Men Sixers slutade förlora serien i fem matcher.
för säsongen 2011-12 ledde Williams 76ers i poäng med 14,9 poäng per match, trots att han inte startade ett enda spel. Han var tvåa efterbehandlare för NBA sjätte Man Of The Year Award.
Atlanta Hawks (2012-2014)
den 12 juli 2012 undertecknade Williams med Atlanta Hawks. Den 18 januari 2013, mot Brooklyn Nets, landade Williams besvärligt på sitt högra knä och var tvungen att lämna spelet i rullstol. Det avslöjades senare att han rev sin ACL och skulle sakna resten av säsongen.
Williams missade de första matcherna i säsongen 2013-14 medan han återhämtade sig från sin knäskada. Han debuterade den 20 November 2013 och gjorde 6 poäng från bänken. Den 14 December 2013 gjorde Williams en säsong hög på 27 poäng. Han avslutade säsongen med i genomsnitt 10,4 poäng, 3,5 assist och 2,1 returer.
Toronto Raptors (2014-2015)
den 30 juni 2014 handlades Williams, tillsammans med utkastet till rättigheter till Lucas Nogueira, till Toronto Raptors i utbyte mot John Salmons och 2015 andra omgången. Den 22 November 2014 gjorde han en då karriärhög 36 poäng i Raptors 110-93 seger över Cleveland Cavaliers. Den 20 April 2015 utsågs Williams till 2015 NBA Sixth Man Of The Year och blev den första medlemmen i Toronto Raptors som någonsin vann priset.
Los Angeles Lakers (2015-2017)
den 9 juli 2015 tecknade Williams ett treårigt kontrakt på 21 miljoner dollar med Los Angeles Lakers. Han debuterade för Lakers i säsongsöppnaren mot Minnesota Timberwolves den 28 oktober 2015 och gjorde 21 poäng från bänken i en förlust på 112-111. Den 3 januari 2016 gjorde han en då säsongshög 30 poäng i en 97-77 seger över Phoenix Suns. Fem dagar senare gjorde han 23 av sin dåvarande karriärhöga 44 poäng under fjärde kvartalet av Lakers 117-113 förlust mot Oklahoma City Thunder.
den 3 December 2016 gjorde Williams en säsongshög 40 poäng från bänken i en förlust på 103-100 mot Memphis Grizzlies. Williams 40 poäng var den mest som någonsin gjorts av en motståndares reserv mot Memphis, och han blev den första spelaren som gjorde 40 poäng från bänken sedan Jordan Crawford i April 2014. Två dagar senare hade han 38 poäng, sex Returer och sju assist i en förlust på 107-101 för Utah Jazz och satte ihop de första back-to-back 30-poängsspelen i sin 12-åriga NBA-karriär. Han blev också den första Lakers-spelaren som gjorde minst 38 poäng i på varandra följande spel sedan Kobe Bryant i mars 2013. Över fyra matcher mellan 3 och 9 December gjorde Williams 137 poäng-den största poängen med fyra matcher av en reserv sedan NBA började hålla reda på Start 1970.
Houston Rockets (2017)
den 23 februari 2017 handlades Williams till Houston Rockets i utbyte mot Corey Brewer och ett utkast till första omgången 2017. Han debuterade för Rockets den natten och gjorde 27 poäng med sju trepekare från bänken i en 129-99 seger över New Orleans Pelicans. Den 15 mars 2017 gjorde han 30 poäng i en 139-100 seger över Lakers.
Los Angeles Clippers (2017-2021)
den 28 juni 2017 förvärvade Los Angeles Clippers Williams, Patrick Beverley, Sam Dekker, Montrezl Harrell, Darrun Hilliard, DeAndre Liggins, Kyle Wiltjer och en första omgång 2018 Från Houston Rockets i utbyte mot Chris Paul. Den 27 November 2017 gjorde Williams en säsongshög 42 poäng i en 120-115 seger över Los Angeles Lakers. Den 9 December 2017 slog han en go-ahead pull-up 3-pekare med 1,2 sekunder kvar och lyfte Clippers till en 113-112 seger över Washington Wizards. Han slutade med 35 poäng för att leda en dominerande bänkinsats för Clippers. Den 31 December 2017 gjorde han 40 poäng från bänken i en 106-98 seger över Charlotte Hornets. Williams utsågs därefter till Western Conference Player of the Week för spel som spelades måndag 25 December till söndag 31 December. Den 10 januari 2018 gjorde han 27 av sin karriär-höga 50 poäng under tredje kvartalet av Clippers 125-106-seger över Golden State Warriors. Han sköt 16 för 27 Med en karriär bästa åtta 3-pekare och gjorde alla 10 av hans fria kast. Det var den högsta poänginsatsen av någon Klippare i ett enda spel sedan Charles Smith slog ett franchise-rekord med 52 poäng i December 1990. Williams utsågs därefter till Western Conference Player of the Week för spel som spelades måndag 8 januari till söndag 14 januari. Den 20 januari 2018 spelade han in 31 poäng, en franchise-rekord 10 stjäl och sju assist i en förlust på 125-113 mot Utah Jazz. Han blev den första spelaren i ligan historia att nå 30 poäng, 10 stjäl, och sju assist i ett spel sedan stjäl blev en inspelad stat. Den 26 januari 2018 hade han 40 poäng och matchade sin säsongshöjd med 10 assist i Clippers 109-100 seger över Memphis Grizzlies. Den 7 februari 2018 tecknade han ett flerårigt kontraktsförlängning med Clippers. Den 23 februari 2018 hade han 35 poäng på 33 minuter, inklusive ett 23-punkts andra kvartal, i en 128-117 seger över Phoenix Suns. Williams var i genomsnitt karriärhöjder i poäng (22,6), assist (5,3) och minuter (32,8) under säsongen 2017-18. Hans bänk scoring ledde NBA i sin 13: e säsong. Han utsågs därefter till NBA: s sjätte Man för andra gången i sin karriär.
den 2 November 2018 gjorde Williams 23 av sina spelhöga 28 poäng under andra halvan av Clippers 120-95 seger över Orlando Magic. Clippers började säsongen med en rekord på 17-9 innan Williams fick en höger hamstringskada. I de fyra matcher han missade, Clippers uthärdat en fyra-spel förlorande strimma. I sin återgång till handling den 20 December gjorde Williams 13 av sina 26 poäng i fjärde kvartalet av Clippers 125-121 seger över Dallas Mavericks. Den 28 December hade han en säsongshög 36 poäng i en 118-107 seger över Lakers. Den 25 januari 2019 spelade han in sin första karriär trippel-dubbel med 31 poäng, 10 assist och 10 returer i en 106-101 seger över Chicago Bulls, gå med i Detlef Schrempf (1993) som den enda andra spelaren i NBA-historien med en 30-punkts trippel dubbel från bänken. Williams första trippel-dubbel inträffade i hans 904: e karriärspel—bara Zach Randolph vid 974 matcher loggade sin första senare i sin karriär. Den 2 februari gjorde han 39 poäng och hjälpte Clippers att samla från ett 25-punktsunderskott för att slå Detroit Pistons 111-101. Den 11 februari gjorde han en säsongshög 45 poäng från bänken i en förlust på 130-120 mot Minnesota Timberwolves. Den 13 februari spelade han in 30 poäng och 10 assist på 22 minuter i en 134-107 seger över Suns och blev den första spelaren i NBA-historien med minst 30 poäng och 10 assist på färre än 23 minuter. Den 8 mars gjorde han 40 poäng i en 118-110 seger över Oklahoma City Thunder, därmed passerar Jamal Crawford för andra i NBA – karriärpoäng från bänken. Det var också det 28: e spelet i hans karriär med 30 eller mer från bänken och slog Ricky Pierces rekord på 27. Den 11 mars blev han NBA: s karriärledare i poäng från bänken med 34 poäng i en 140-115 seger över Boston Celtics, vilket överträffade Dell Curry (11 147). Den 17 mars gjorde han 25 poäng och slog en 28-fots 3-pekare från toppen av nyckeln vid summern för att ge Clippers en 119-116 seger över Brooklyn Nets.
den 15 April 2019 hade Williams 36 poäng och 11 assist för att hjälpa Clippers att övervinna ett 31-punktsunderskott—den största comebacken i NBA—slutspelshistorien-och knyta första omgångsserien på 1-1 mot Warriors med en seger på 135-131. Han blev bara den andra bänkspelaren i NBA-historien med en 30-punkts, 10-assisterande prestanda i slutspelet. I Match 5 i serien hade han 33 poäng och 10 assist i en seger på 129-121. Clippers fortsatte att förlora Game 6 för att böja sig ur slutspelet. Vid NBA: s end-Of-season awards night utsågs Williams till NBA: s sjätte Årets Man och gick med i Jamal Crawford som de enda trefaldiga vinnarna av priset.
efter att ha brutit mot reglerna för NBA-bubblan var Williams skyldig att sitta ut de två första såddspelen under säsongen 2019-20 för att uppfylla sina karantänkrav. I NBA-slutspelet 2020 kämpade han under hela eftersäsongen med i genomsnitt 12,8 poäng och 4,2 assist när Clippers föll i sju matcher mot Denver Nuggets medan han överlämnade en 3-1-ledning i Western Conference semifinal.
2: a stint med Atlanta Hawks (2021–nu)
den 25 mars 2021 byttes Williams, två utkast till andra omgången och kontantöverväganden till Atlanta Hawks i utbyte mot Rajon Rondo.