Paret anländer till Ewood Park efter mitten av Shane Duffys avresa till Brighton för en oanmäld avgift.
Williams, 23, gjorde 131 framträdanden för Robins, hjälper klubben till League One titel 2014-15.
Hoban, 22, har spelat 58 matcher för Watford, poäng två gånger.
Båda spelarna, som har Republiken Irland Under-21 utmärkelser, kommer att vara tillgängliga för lördagens Championship match mot Fulham.
Hitta alla de senaste fotbollsöverföringarna på vår dedikerade sida.
Blackburn Rovers har tecknat försvarare Derrick Williams för en hemlig avgift på en treårig affär från Bristol City, medan Tommie Hoban har gått med på ett säsongslångt lån från Watford.