Williams førte et turbulent liv med alkohol og narkotika. Han hadde store deler av sitt liv hatt problemer med ryggen, og dette kan ha vært en av grunnene til at han begynte med alkohol og smertestillende medikamenter. Nyttårshelgen 1952–3 ble Williams hyret inn på to spillejobber i henholdsvis Charleston i Vest-Virginia og Canton i Ohio. Grunnet dårlig vær kunne han ikke fly. Han leide en Cadillac og fikk en 17–åring ved navn Charles Carr til å være sjåfør. Underveis stoppet de på et motell i Knoxville der Williams ble dårlig og ble gitt to doser morfin. En drøy time før midnatt satte Charles Carr kursen mot Canton. Under en trafikkontroll bemerket konstabelen at han synes personen i baksetet så død ut, men Carr sa det skyldtes smertestillende medisiner. Senere fant Carr ut at Williams var død. Dødsårsaken var et hjerteinfarkt etter overdose med alkohol og narkotika. Noen måneder tidligere hadde han skilt seg fra Audrey og giftet seg med Billy Jean Jones, og like etter hans død ble Hanks datter Jett Williams født.