Тони Уильямса считают одним из самых важных и влиятельных джазовых барабанщиков 1960-х годов. Он получил первую известность в группе трубача Майлза Дэвиса и стал пионером стиля джаз-фьюжн.
Уильямс родился в Чикаго и вырос в Бостоне. Он имел африканские, португальские и китайские корни.
В раннем возрасте он начал заниматься с барабанщиком Аланом Доусоном, а профессионально играть начал в 13 лет с саксофонистом Сэмом Риверсом. Саксофонист Джеки Маклин нанял Уильямса, когда тому было 16 лет. В 17 лет Уильямс обрел значительную известность с Майлзом Дэвисом, присоединившись к группе, которую позже окрестили "Вторым великим квинтетом Дэвиса".
Тони Уильямс был жизненно важным элементом группы. В своей автобиографии Дэвид так пишет об этом «Он был центром, вокруг которого вращалось звучание группы". Его изобретательная игра помогла переопределить роль джазовой ритм-секции благодаря использованию полиритмов и метрической модуляции.
Уильямс был неотъемлемым участником авангардного движения начала и середины 60-х годов, играя на таких классических альбомах, как Jackie McLean's One Step Beyond, Grachan Moncur III's Evolution and Some Other Stuff, Sam River's Fuchsia Swing Song, Andrew Hill's Point of Departure и Eric Dolphy's Out to Lunch.
Его первый альбом в качестве лидера, Life Time, также был выдержан в авангардном ключе. Многие из этих прогрессивных альбомов считаются одними из величайших джазовых записей всех времен.
В 1969 году он создал трио The Tony Williams Lifetime с Джоном Маклафлином на гитаре и Ларри Янгом на органе. Позже к ним присоединился Джек Брюс на бас-гитаре. Lifetime была пионерской группой в движении фьюжн, сочетая рок, R&B и джаз. Их первый альбом "Emergency!" был отвергнут джазовым сообществом в момент его выхода. Сегодня "Emergency!" многие считают классикой фьюжн.
После ухода Маклафлина и выпуска еще нескольких альбомов группа Lifetime распалась. В 1975 году Уильямс собрал группу, которую назвал The New Tony Williams Lifetime, с участием басиста Тони Ньютона, пианиста Алана Паскуа и английского гитариста Аллана Холдсворта, которая записала два альбома - Believe It и Million Dollar Legs.
В середине 1976 года Уильямс участвовал в своеобразном воссоединении со своими соотечественниками из старой группы Майлза Дэвиса, пианистом/клавишником Херби Хэнкоком, басистом Роном Картером и тенор-саксофонистом Уэйном Шортером. Майлз находился в середине шестилетнего перерыва, и его заменил Фредди Хаббард. Запись была позже выпущена под названием V.S.O.P. и сыграла важную роль в росте популярности акустического джаза. Группа продолжала гастролировать и записываться в течение нескольких лет, выпустив серию концертных альбомов под названием "V.S.O.P." или "The V.S.O.P. Quintet".
В 1979 году Уильямс, гитарист Джон Маклафлин и басист Жако Пасториус объединились для одноразового выступления на Гаванском джазовом фестивале. Это трио стало известно как Trio of Doom, а запись их выступления была выпущена в 2007 году. Она открывается мощной барабанной импровизацией Уильямса, затем следуют Dark Prince Маклафлина и Continuum Жако, оригинальная композиция Тони Para Oriente и Are You the One? Маклафлина.
С группой Fuse One Тони выпустил два альбома в 1980 и 1982 годах.
В 1985 году Уильямс записал альбом под названием Foreign Intrigue, в котором играли пианист Малгрю Миллер и трубач Уоллес Рони. Позже в том же году он создал квинтет с Миллером, Рони, саксофонистом Биллом Пирсом и басистом Чарнеттом Моффеттом. Эта группа играла почти исключительно композиции Уильямса, гастролировала и записывалась на протяжении всех 1980-х и в начале 1990-х годов. Эта ритм-секция также записывалась как трио.
Уильямс также играл на ударных в группе Public Image Limited, которую возглавлял бывший вокалист Sex Pistols Джон Лайдон. На их альбоме/кассете/компакт-диске 1986 года (название альбома менялось в зависимости от формата) Тон сыграл песни FFF, Rise и Home. Билл Ласвелл написал эти три песни в соавторстве с Лайдоном. Другим барабанщиком на этом альбоме был Джинджер Бейкер, который играл в Cream с Джеком Брюсом, позже ставшим басистом в группе Tony Williams Lifetime.
Уильямс жил и преподавал в Сан-Франциско вплоть до своей смерти от сердечного приступа после плановой операции на желчном пузыре.