Трижды номинировавшийся на премию «Оскар» за лучшую мужскую роль, Уильямс получил лишь одну статуэтку за лучшую мужскую роль второго плана, а именно Шона Магуайра в фильме «Умница Уилл Хантинг» (1997).

Также он являлся обладателем двух премий «Эмми», четырех «Золотых глобусов», двух премий «Гильдии киноактёров» и пяти статуэток «Грэмми». Кроме этого, на Голливудской «Аллее славы» размещена звезда с именем Уильямса за вклад в развитие киноиндустрии.