Народився в містечку Сан-Анджело в центральному Техасі. Закінчивши школу, у 1929 році вступив на службу в торговий флот США. Прослужив десять років, перш ніж залишити службу, щоб одружитися з Ласкою Фостер. Під час своєї морської кар'єри отримав освіту радиста, працював інспектором із застосування електроніки, спочатку в Галвестоні, штат Техас, а пізніше на верфі Пьюджет-Саунд у штаті Вашингтон.
Потім разом із дружиною переїхав до Сан-Франциско, де працював у компанії Mackay Radio до публікації свого першого роману «Дівчина з пагорбів» у 1951 році. Це був великий успіх, і Вільямс провів решту своєї професійної кар'єри як автор, головним чином романів, також написавши кілька сценаріїв.
Подружжя часто змінювало місця проживання і проводило значний час у Франції, де робота Вільямса створила йому чудову репутацію. Після смерті дружини від раку в 1972 році Вільямс придбав нерухомість на кордоні Каліфорнії та Орегону, де деякий час жив один у трейлері.
Після переїзду до Лос-Анджелеса Вільямс покінчив життя самогубством у своїй квартирі в районі Ван Найс на початку квітня 1975 року. Після смерті дружини він був у депресії, і його емоційний стан погіршився, оскільки продажі його книг впали, коли трилери почали втрачати популярність на початку 1970-х років. У нього залишилася дочка Елісон.