sen perustivat Miller ja David Williams vuonna 1908 nimellä Williams Brothers Fort Smithissä Arkansasissa, ja se laajeni pian rakentamaan maanlaajuisia maakaasu-ja öljyputkia. Yhtiö muutti Tulsaan vuonna 1919. Vuonna 1949 perustajien veljenpoika John H. Williams yhdessä veljensä Charles Williamsin ja Davidin pojan David Williams Jr.: n kanssa osti liiketoiminnan perustajilta; John H. Williams pysyi yhtiön toimitusjohtajana vuoteen 1971 ja toimitusjohtajana vuoteen 1979.
yhtiö listautui vuonna 1957 Williams Brothers-nimellä. Kun se monipuolistui 1970-luvulla, se nimettiin uudelleen the Williams Companies, Inc. Vuodesta 1997 lähtien heidän brändi-identiteettiään on yksinkertaistettu muotoon ”Williams”.
vuonna 1966 Williams osti Amerikan silloisen suurimman öljytuoteputken, joka tunnettiin nimellä Great Lakes Pipe Line Company, noin 287 miljoonalla dollarilla. Vuonna 1982 se laajeni maakaasun kuljetukseen Northwest Energy Companyn oston myötä ja laajensi niiden ulottuvuutta itärannikolle Transco Energy Companyn oston myötä vuonna 1995.
vuonna 2001 Williams osti Barrett Resources-yhtiön, joka tarjosi heille lisää kansallisia kaasuvarantoja.
vuonna 2002 yhtiö joutui taloudelliseen ahdinkoon muuttuneiden markkinaolosuhteiden ja tytäryhtiönsä Williams Communications Groupin suuren velan vuoksi. Yhtiö hankki ja maksoi Warren Buffettilta korkean koron hätälainan pysyäkseen erossa konkurssista ja suuntasi painopisteensä maakaasun tuotantoon, jalostukseen ja kuljetukseen sekä resurssiomistustensa kasvattamiseen. Yksi siirtoja se teki noin tuolloin (2004) oli myynti kaksi Kanadan suurin maakaasun straddle voimalat, ja sen kiinnostus toiseen Inter Pipeline Fund US$540 miljoonaa euroa.
vuonna 2010 yhtiö kävi läpi suuren rakennemuutoksen, johon kuului sen mittavien putkiosuuksien uudelleenjärjestely Williams Partners LP: ssä. Lokakuuta 2010 Williams and Williams Partners L. P. ilmoitti, että toimitusjohtaja Steve Malcolm jää eläkkeelle vuoden lopussa. Williamsin hallitus sanoi valinneensa Alan Armstrongin Malcolmin seuraajaksi toimitusjohtajana 3.tammikuuta 2011. Armstrong oli toiminut Williamsin varatoimitusjohtajana vuodesta 2002.
Williamsin hallitus oli 16.helmikuuta 2011 hyväksynyt suunnitelman yhtiön liiketoimintojen erottamisesta kahdeksi itsenäiseksi, julkisesti noteeratuksi yhtiöksi. Suunnitelman mukaan Williamsin on erotettava etsintä-ja tuotantotoimintansa listautumisannilla (initial public offering, listautumisanti) vuoden 2011 kolmannella neljänneksellä enintään 20 prosenttia osuudestaan ja vuonna 2012 verovapaalla spinoffilla Williamsin osakkeenomistajille jäljellä olevasta osuudestaan.