Zum Start der &lt;a href="Snooker-Saison%202009/10"&gt;Saison 2009/10&lt;/a&gt; erreichte Williams das Achtelfinale des Shanghai Masters, ehe er beim Grand Prix unter anderem Stephen Hendry besiegte und im Halbfinale dem Chinesen Ding Junhui unterlag. Nach einer Achtelfinalteilnahme beim UK Championship verlor er im Rahmen der Championship League in vier Gruppen im Halbfinale, womit er erneut an der "Winner’s Group" vorbeischrammte. Mit einer Wildcard durfte er an der Wildcardrunde des Masters teilnehmen, wo er nach einem Sieg über Rory McLeod noch die Engländer Ali Carter und Shaun Murphy besiegte, ehe er im Halbfinale an Ronnie O’Sullivan scheiterte. Nach einer Viertelfinalniederlage gegen Stephen Maguire bei den Welsh Open erreichte er bei den China Open mit Siegen über Jamie Cope, John Higgins, Marco Fu und Ali Carter das Finale, wo er durch einen 10:6-Sieg über Ding Junhui nach vier Jahren wieder ein Weltranglistenturnier gewann. Zum Abschluss der Saison erreichte er das Achtelfinale der Snookerweltmeisterschaft, wo er Ronnie O’Sullivan unterlag. Auf der Weltrangliste gelang ihm mit Platz acht der Wiederaufstieg in die Top 10.