윌리엄스는 10대 후반에 국가대표팀 및 지역대표팀에서 다수의 수영 기록을 세웠으며, 제2차 세계대전으로 인해 1940년 하계 올림픽이 무산되자 〈빌리 로즈의 수상쇼〉에 참가하였다. 공연이 뉴욕에서 샌프란시스코로 옮겨가자 공석이 된 엘리너 홈의 자리를 대신하였으며, 이 기간 동안 수영 금메달리스트인 조니 와이즈뮬러와 함께 지냈다. 이후 메트로 골드윈 메이어에 영입되어 《앤디 하디》에서 미키 루니와 호흡을 맞추었으며, 이후 《조라는 이름의 사나이》에서 밴 존슨과 함께 호흡을 맞추었다. 이후 1940년대에서 1950년대까지 싱크로나이즈드 스위밍과 다이빙을 바탕으로 만들어진 여러 수중 뮤지컬 영화에 출연하였다.