Em 23 de fevereiro de 2017, Williams foi negociado com o Houston Rockets em troca de Corey Brewer e uma escolha de primeira rodada no Draft de 2017. Ele fez sua estreia pelos Rockets naquela noite, marcando 27 pontos na vitória por 129-99 sobre o New Orleans Pelicans. Em 15 de março de 2017, ele marcou 30 pontos em uma vitória de 139-100 sobre os Lakers.