ביוני 2013 הצטרף ויליאמס לצוות האימון של נבחרת ארצות הברית בכדורסל, כעוזרו של מאמן הקבוצה מייק ששבסקי. בטורניר גביע העולם בכדורסל 2014 ניצחה נבחרת ארצות הברית את כל תשעת משחקיה וזכתה במדליית הזהב. באולימפיאדת ריו דה ז'ניירו (2016) המשיכה ארצות הברית להפגין דומיננטיות כשסיימה עם מאזן 8–0 וזכתה במדליית הזהב. לאחר האולימפיאדה עזב ששבסקי את תפקידו כמאמן הקבוצה, ואיתו עזבו עוזריו ויליאמס וטום ת'יבודו.