Tijdens zijn studie was Williams al begonnen met het schrijven van gedichten. Hij werd daarbij zeer beïnvloed door Ezra Pound die hij op de universiteit had leren kennen. Pound speelde ook een belangrijke rol bij de publicatie van Williams' boek The Tempers in 1913, dat zijn talenten als dichter voor het eerst blootlegde. Williams ontwikkelde een duidelijk idee van waaruit hij zijn gedichten schreef. Hij wilde naar een typisch Amerikaanse poëzie: uitgaand van de Amerikaanse taal en zich baserend op het alledaagse leven in Amerika. Hij zette zich dan ook af tegen een dichter als T.S. Eliot die hij te Europees vond. Williams wilde een heel directe poëzie die aansloot bij de werkelijkheid zoals ze is, en hij had dan ook een afkeer van het gebruik van metaforen en symbolisme in poëzie.
De invloed van Williams als dichter groeide langzaam in de jaren 20 en 30. In de jaren 50 ontstond een heel nieuwe belangstelling voor Williams toen hij door dichters van de Beat Generation, zoals Allen Ginsberg, speciale waardering kreeg.
Na een hartaanval in 1948 ging zijn gezondheid sterk achteruit maar Williams bleef schrijven tot zijn dood.
In 2006 verscheen Even dit, een omvangrijke bloemlezing uit de poëzie van William Carlos Williams, vertaald en ingeleid door Huub Beurskens, in een tweetalige uitgave bij Meulenhoff.
Among the rain and lights I saw the figure 5 in gold on a red firetruck moving tense unheeded to gong clangs siren howls and wheels rumbling through the dark city.
