Уильямс играл за баскетбольную команду старшей школы Ла-Миранды. После школы он получил предложение спортивной стипендии от нескольких университетов, включая Университет Южной Калифорнии (УЮК) и Университет Невады в Рино. Уильямс подал предварительную заявку на поступление в УЮК, но отозвал её, когда главный тренер баскетбольной команды УЮК, Тим Флойд, уволился из-за скандала с нарушением правил NCAA.
В 2009 году Уильямс поступил в Аризонский университет и сразу стал основным игроком команды. В дебютном сезоне он в среднем за игру набирал 15,7 очков, а по итогам сезона был включён в символическую сборную лучших новичков студенческого чемпионата и лучших игроков конференции PAC-10. В следующем сезоне Уильямс повысил свою результативность до 19,5 очков за игру и помог команде дойти до 1/4 финала турнира NCAA, где уступила будущим чемпионам из Университета Коннектикута. По итогам сезона Уильямс был признан лучшим игроком конференции PAC-10 и вошёл во вторую символическую сборную лучших игроков студенческого чемпионата.
10 июля 2016 года Уильямс, ставший свободным агентом, подписал контракт с клубом «Майами Хит»[1]. Соглашение рассчитано на один год, за который игрок получит 5 млн долларов[2]. 6 февраля 2017 года Уильямс был отчислен из «Хит» после того, как провел за клуб 25 матчей.