参加了利奥波德·格梅林的化学课程和弗里德里希·泰德曼的解剖学课程，但他渐渐希望成为一名化学家。1844年4月在格美林的帮助下，他到了吉森大学尤斯图斯·冯·李比希的化学实验室工作两年。随后他来到了巴黎，在他父亲的老上司约翰·斯图尔特·密尔推荐下，成为奥古斯特·孔德的家庭学生，主要学习高等数学。同时，他利用空余时间在自己的住所进行有关酰胺的化学实验。1849年初威廉姆逊在巴黎结识了伦敦大学学院的化学教授托马斯·格雷姆，格雷姆希望他来接替因病去世的乔治·佛恩斯的分析与应用化学教授职位。威廉姆逊的申请获得了批准