Lideró a su equipo hacia múltiples títulos estatales durante su carrera en la preparatoria.

Obtuvo reconocimiento a nivel nacional por sus vídeos virales, en los que exhibe su sorprendente capacidad para realizar mates.

[3]​ Como estudiante de primer año, Williamson promedió 24,4 puntos, 9,4 rebotes, 2,8 asistencias, 3,3 robos y 3,0 tapones, ganando prestigio a nivel nacional.

El 24 de noviembre, Williamson entró en erupción por 50 puntos, incluidos 10 mates, junto con 16 rebotes y 5 tapones contra Proviso East High School (Illinois) en el Torneo de Campeones.

[13]​ En un partido televisado, el 27 de julio, anotó 28 puntos y llevó a SC Supreme a una victoria 104-92 sobre LaMelo Ball y los Big Ballers en el Campeonato de Verano Adidas Uprising.

[14]​ En agosto, fue nombrado MVP del campamento Adidas Nations 2017 después de promediar 22,5 puntos y 7,2 rebotes en 6 partidos.

Williamson anotó 30 puntos y 13 rebotes en su último partido en casa el 8 de febrero, una victoria 58-54 sobre Greensboro Day School.

[24]​ Al ingresar en su temporada júnior, fue consensuado con cinco estrellas y fue clasificado como el jugador número uno en la clase 2018 por 247Sports.com.

Ganaron 86-67 con 29 puntos y 13 rebotes de Zion, quien anotó tres triples en cuatro intentos.

[32]​ Acabó la temporada promediando 22,6 puntos, 8,9 rebotes, 2,1 asistencias, 2,1 robos de balón y 1,8 tapones por partido.

A pesar de tener tres de los mejores reclutas del país en su lista, Duke no pudo ganar el Torneo NCAA 2019, cayendo ante Michigan State por un punto en la Final Regional Este.

[34]​ Además, Sporting News nombró a Williamson como su Jugador del Año y mejor novato.

[38]​ Nike vio como su valor en el mercado bursátil bajaba $1100 millones al día siguiente del incidente.

[49]​ Entre febrero y abril igualó a Shaquille O'Neal como el jugador con más partidos consecutivos (25), promediando más de 20 puntos y con un acierto superior al 50% en tiros de campo.

[51]​ El 26 de marzo ante Denver Nuggets, anota 39 puntos y captura 10 rebotes.

[54]​ Pero varios contratiempos durante la recuperación,[55]​ hicieron que se retrasase su regreso a las canchas.

[66]​ El 16 de abril, en el primer partido de play-in ante Los Angeles Lakers consiguió 40 puntos y 11 rebotes, pero tuvo que retirarse lesionado a tres minutos del final, dando por terminada la temporada.

[76]​ Williamson juega en la posición de ala-pívot, pero también se puede desempeñar como pívot en un sistema small ball.

[77]​ Su versatilidad como baloncestista lo ha llevado a ser descrito como un jugador sin posición determinada.

[78]​ Por otra parte, debido a sus atributos físicos, ha sido comparado con los exjugadores de la NBA Charles Barkley y Larry Johnson,[79]​ así como con LeBron James y Julius Randle, quienes actualmente compiten en la NBA.

[78]​ Williamson posee la habilidad para defender a jugadores de distintas posiciones gracias a su longitud y velocidad, aunque sus esfuerzos en el ámbito defensivo han sido cuestionados;[81]​ pese a todo, su explosividad le permite taponar con facilidad y le otorga poderío reboteador.La preocupación principal es su tiro exterior,así como su técnica,algo que lo compensa con su manejo de balón y sus vistosas jugadas, gracias a su físico atlético.

[82]​ Lleva el nombre del Monte Sion, lugar bíblico ubicado en Jerusalén, Israel.

[83]​ A los 5 años se propuso convertirse en una estrella del baloncesto universitario.

[84]​ Participó en ligas juveniles bajo la dirección de su madre y jugó para los Sumter Falcons del Amateur Athletic Union (AAU), donde enfrentó a oponentes cuatro años mayores que él.

[84]​ Jugó al baloncesto en Johnakin Middle School en Marion, donde fue entrenado por su madre y promedió 20 puntos por partido.