Es más conocido por haber interpretado el personaje protagonista de la sitcom Everybody Hates Chris, inspirada en la adolescencia del comediante Chris Rock.
Su hermano menor Tyrel es también un actor, y protagoniza la serie de Disney XD Lab Rats.
Williams ya actuó en Little Bill como la voz de Bobby, en pocas palabras reemplazando a Devon Malik Beckford en el año 2000, e interpretó a sí mismo (o un personaje del mismo nombre, "Tyler") en el programa de niños Sesame Street de 2002 a 2005.
También ha aparecido como estrella invitada en Two for the Money, Law & Order: Special Victims Unit, y la serie Hi-jinks junto con su coestrella de Everybody Hates Chris Tichina Arnold.
A finales de 2009, Williams apareció en la segunda temporada de True Jackson, VP como Justin en el episodio "Flirting with Fame".