Neco Williams był reprezentantem Walii w różnych kategoriach wiekowych. W pierwszej reprezentacji Walii zadebiutował 3 września 2020 meczem wyjazdowym z Finlandią. 6 września 2020 zdobył pierwszą bramkę w barwach narodowych. Na dzień 25 lipca 2021 jego bilans to 14 występów i 1 bramka. Uczestniczył w EURO 2020.