Studiował nauki polityczne. Dopiero później odkrył w sobie talent komediowy i postanowił zostać aktorem. Uznanie publiczności najpierw zdobył w telewizyjnym serialu komediowym "
Happy Days" rolą kosmity Morka z Ork. Chociaż jego pierwszy film, w którym zagrał główną rolę, zatytułowany "
Popeye", nie odniósł sukcesu, to sława przyszła dwa lata później wraz z filmem
George'a Roy Hilla "
Świat według Garpa".
Williams, dzielący czas między programy telewizyjne i pracę na planie filmowym, znany jest z improwizowanych, komicznych monologów. Chociaż niektóre z najświetniejszych momentów gry w "
Good Morning, Vietnam" są wynikiem improwizacji, to nieprzewidywalność była jedną z przeszkód w filmowej karierze dramatycznej. Jednakże Williams rozwiał początkowy sceptycyzm krytyki, udowadniając zdolność do zdyscyplinowanej pracy w takich filmach jak "
Stowarzyszenie Umarłych Poetów", "
Przebudzenie" i "
The Fisher King". Jednakże filmem z jego udziałem, który odniósł największy sukces w tym okresie okazał się animowany "
Aladyn", w którym podkładał głos Dżina.
Williams dołączył do znakomitej grupy aktorów (takich jak
Dustin Hoffman,
Jack Lemmon i trupa Monty Pythona) wkładając kobiece przebranie. Zagrał starszą szkocką nianię w familijnej komedii "
Pani Doubtfire". Był to jego pierwszy film, który produkował wspólnie z żoną
Marshą Garces Williams. Okazał się jednym z największych sukcesów kasowych w tamtym roku. Williams zagrał następnie w ryzykowniejszym projekcie, odtwarzając pięć różnych ról - z pięciu różnych okresów historycznych - w komedii
Billa Forsytha "
Being Human".