Walesin jalkapallomaajoukkuessa Williams pelasi ensimmäisen kerran Sloveniaa vastaan elokuussa 2005. Ensimmäisen arvokilpailujen karsintaottelunsa hän pelasi Azerbaidžania vastaan syyskuussa 2008. Hän pelasi kaikki kuusi ottelua EM-kilpailuissa 2016, joissa Wales selviytyi välieriin. Hän teki maalin puolivälieräottelussa Belgiaa vastaan. Kaikkiaan hän pelasi 86 maaottelua ja teki niissä kaksi maalia, joista ensimmäisen elokuussa 2010 ystävyysottelussa Luxemburgia vastaan.