Williams comenzó a dibujar cómics a mitad de los noventa, concretamente en la serie Deathwish, de Milestone Media. De ahí pasó a dibujar en series como Shade o Starman, donde fue ganando respetabilidad, lo que le llevó a la maxiserie Chase, de DC Comics, demostrando un talento notable.
Una vez introducido en DC, realizó dos obras ambiciosas, como Justice Riders y Son of Superman, y de ahí pasó a ser reclamado por el prestigioso Alan Moore para dibujar la serie Promethea. En este trabajo para American Best Comics con dimensiones mitológicas destacó por sus composiciones de página alambicadas y acrisoladas, en las que acostumbraba a resolver escenas mediante polípticos o collages gráficos. Su esfuerzo tuvo reconocimiento y se mantuvo en la serie entre 1999 y 2005.
En 2005, pasó a ser reclamado por otros guionistas famosos: para Warren Ellis dibujó su creación Desolation Jones, y para Grant Morrison realizó Seven Soldiers y, un poco más tarde, en 2007, un arco en Batman. Esto último le abrió las puertas al universo del Hombre Murciélago y trabajó regularmente en Detective Comics con el guionista Greg Rucka, recreando de forma magistral la imagen de Batwoman. Luego, Williams III sería el autor de la serie independiente de Batwoman por lo cual obtuvo el premio GLAAD Media en 2012.
Desde 2013 se ocupó de la serie antecedente de la mítica Sandman titulada The Sandman: Overture, sin por ello dejar el universo Batman, en el que continúa trabajando.