โรบิน วิลเลี่ยมส์ ทำให้โลกประทับใจในการแสดงของเขาจากบท Mork from Ork ในซีรี่ส์เรื่อง Mork & Mindy เขาเกิดที่ชิคาโก แต่เติบโตที่มิชิแกนและแคลิฟอร์เนีย ฝึกฝนเรื่องการแสดงที่โรงเรียน Julliard ที่นิวยอร์คภายใต้การดูแลของ จอห์น เฮ้าส์แมน นักแสดงเจ้าของรางวัลออสการ์และรางวัลแกรมมี่หลายรางวัลคนนี้ ทำงานได้กว้างขวางเกินจินตนาการ ซึ่งวิลเลี่ยมส์ยังคงลับฝีมือต่อไปเรื่อย ๆ ในโครงการงานแสดงของเขาในอนาคต
นอกจากภาพยนตร์เรื่อง Robots แล้วเขายังแสดงในภาพยนตร์ของ Lion Gates เรื่อง House of D ซึ่งกำกับโดย เดวิด ดูคอฟว์นี่ ในเรื่องวิลเลี่ยมส์แสดงเป็นผู้มีปัญหาทางสมองอายุ 40 ปีซึ่งมีเพื่อนเป็นคนส่งของ อีกทั้งวิลเลี่ยมส์ยังได้แสดงภาพยนตร์เรื่อง The Big White ของมาร์ค ลอยด์ ซึ่งเป็นภาพยนตร์แนวตลกเสียดสีแสดงร่วมกับ ฮอลลี่ ฮันเตอร์, วู๊ดดี้ ฮาร์เรลสัน และจีโอเวนนี่ ไรบีซี่ ในปี 1997 วิลเลี่ยมส์ได้รับรางวัลออสการ์ และรางวัล Screen Actors Guild สำหรับบทชอน แม็คไกวร์ นักบำบัดที่รักษาตัวละครอัจฉริยะทางเลขแสดงโดย แมตต์ เดม่อน ในภาพยนตร์ของกูส แวน ซองค์ เรื่อง Good Will Hunting
เขาได้รับเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลนักแสดงยอดเยี่ยมจากเรื่อง The Fisher King, Dead Poet Society และ Good Morning Vietnam วิลเลี่ยมส์ยังได้รับสรรเสริญจาก National Board of Review จากการแสดงร่วมกับ โรเบิร์ต ดิเนโร เรื่อง Awakening อีกด้วย
ภาพยนตร์ที่วิลเลี่ยมส์แสดงนั้นเป็นหนังใหญ่มากมายเลยทีเดียว ในปี 1993 เขาแสดงในภาพยนตร์ของ คริส โคลัมบัส ในเรื่อง Mrs. Doubtfire ในภาพยนตร์ของไมค์ นิโคลส์, เรื่อง The Birdcage ซึ่งเขารับบทเป็น อาร์แมนด์ โกลด์แมน ซึ่งทางทีมนักแสดงก็ได้รับรางวัล SAG ไป ในปี 1996 ภาพยนตร์เรื่อง The Birdcage และเรื่อง Jumanji ทำรายได้ได้ถึง 100 ล้านดอลลาร์สหรัฐในสัปดาห์เดียวกัน ที่สหรัฐอเมริกา
วิลเลี่ยมส์เป็นผู้รับบท ปีเตอร์ แพน และปีเตอร์ แบนนิ่ง ในภาพยนตร์เรื่อง Hook ของสตีเว่น สปีลเบิร์ก และแสดงเป็นนักเรียนแพทย์ที่รักษาคนไข้ด้วยอารมณ์ขันในเรื่อง Patch Adams หนังฟอร์มยักษ์เรื่องอื่น ๆ คือ Good Will Hunting, Dead Poet Society, Good Morning Vietnam, Flubber และ Aladdin นอกจากนั้นวิลเลี่ยมส์ยังได้ร่วมงานกับผู้กำกับระดับมือพระกาฬสองท่านคือ คริสโตเฟอร์ โนแลน และมาร์ค โรมาเนค กับโนแลน ในภาพยนตร์เรื่อง Insomnia วิลเลี่ยมส์แสดงเป็น วอลเตอร์ ฟินช์ นักประพันธ์ผู้เก็บตัวจากสังคมเป็นผู้ต้องสงสัยในการฆาตกรรมเด็กผู้หญิงในเมืองเล็ก ๆในอลาสก้าที่ชื่ออินซอมเนีย กับอัล พาชิโน่ ส่วนการทำงานกับโรมาเนคในภาพยนตร์เรื่อง One Hour Photo วิลเลี่ยมส์แสดงเป็นพนักงานร้านอัดรูปที่มีอาการคลั่งต่อครอบครัวที่อยู่ชานเมือง
วิลเลี่ยมส์ได้รับบทเป็น คัทเตอร์ (ผู้ซึ่งมีอำนาจในการตัดต่อช่วงชีวิตของคนในประวัติศาสตร์) ในภาพยนตร์เรื่องแต่งเชิงวิทยาศาสตร์ Sci-fi เขย่าขวัญ Final Cut ซึ่งแสดงร่วมกับมิร่า ซอร์วิโน่ และเจมส์ คาวิเซล
ผลงานการแสดงภาพยนตร์ยุคแรก ๆ ของวิลเลี่ยมส์ได้แก่ Moscow on the Hudson ซึ่งเขาได้รับบทเป็นนักดนตรีชาวรัสเซียที่ตัดสินใจเปลี่ยนสัญชาติ และเรื่อง The World According to Garp ซึ่งเป็นภาพยนตร์ที่ดัดแปลงมาจากนวนิยายขายดีของจอห์น ไอว์ริ่ง เกี่ยวกับความสัมพันธ์ของนักเขียนคนหนึ่งและแม่ของเขาซึ่งเป็นนักสตรีนิยม วิลเลี่ยมส์เป็นที่รู้จักในวงการภาพยนตร์ครั้งแรกในการแสดงเรื่อง Popeye ของโรเบิร์ต อัลท์แมน
วิลเลี่ยมส์เริ่มต้นการทำงานเป็นตลกเดี่ยว ซึ่งเป็นที่รู้จักกันทั่วไปในการพูดคนเดียวโดยที่สลับบทพูดไปมาโดยเน้นการเว้นวรรคตอนเกี่ยวกับเรื่องต่าง ๆ ที่หลากหลายแตกต่างกันไป เช่นเรื่องการเมือง ประวัติศาสตร์ ศาสนา เชื้อชาติ และเรื่องเพศ วิลเลี่ยมส์สามารถใช้เสียงของเขาเองสร้างตัวละครที่คงอยู่ในความทรงจำของทุกคนในตัวละคร จีนี่ตัวฟ้าแห่งตะเกียงวิเศษ ในเรื่อง Aladdin (ซึ่งมอบมุมมองใหม่แห่งวงการการพากย์เสียงตัวละคร)
สำหรับเสียงของรายการเดี่ยวโชว์และเทปสำหรับเด็ก Pecos Bill วิลเวี่ยมส์ได้รับรางวัลแกรมมี่ถึง 5 รางวัลด้วยกัน การแสดงละครเวทีของวิลเลี่ยมส์ได้แก่ Waiting for Godot ของแซมเวล เบ็คเคท ซึ่งกำกับการแสดงโดย ไมค์ นิโคลส์ ซึ่งแสดงร่มกับสตีฟ มาร์ติน และละครเล็กที่ซานฟรานซิสโก เรื่อง The Exonerated
นอกจอหรือนอกเวที วิลเลี่ยมส์ยังมีงานการกุศล ช่วยเหลือสังคมอีกมากมายจนแทบนับไม่ถ้วน ซึ่งรวมไปถึงเรื่องเกี่ยวกับสุขภาพ สิทธิมนุษยชน การศึกษา การปกป้องสิ่งแวดล้อม และศิลปะ เขาไปเยี่ยมเยือนตะวันออกกลางถึงสองครั้งด้วยกันเพื่อช่วยสร้างความสำนึกในบรรดาพลทหาร และความใจบุญสุนทานของเขาซึ่งใครๆก็รู้ทั่วกันคือความสัมพันธ์อันแนบแน่นระหว่างเขากับการกุศล Comic Relief
โรบิน วิลเลียมส์ ได้เสียชีวิตลงเมื่อวันที่ 12 สิงหาคม 2014 ด้วยวัย 63 ปี ซึ่งเขาถูกพบร่างที่หมดสติภายในบ้านพักของเขาเองย่านแคลิฟอร์เนียก่อนจะมีการยืนยันถึงการเสียชีวิตของเขาในเวลาต่อมา โดยสาเหตุเบื้องต้นนั้นคาดว่าน่าจะมาจากการฆ่าตัวตายด้วยการทำให้ขาดอากาศหายใจ เนื่องจากในระยะหลังนั้นเจ้าตัวมีปัญหาในเรื่องของอาการโรคซึมเศร้า และเพิ่งจะเข้าบำบัดในเรื่องของการติดสุรามาไม่นาน นับว่าเป็นความสูญเสียครั้งยิ่งใหญ่ของวงการฮอลลีวูดทีเดียว กับการสูญเสียนักแสดงมากฝีมือผู้สร้างเสียงหัวเราะและอารมณ์ขันให้กับผู้คนมากมายทั่วโลก