While working at the TRE, shortly before he joined the University of Manchester in December 1946, he and Tom Kilburn had developed a form of electronic memory known as the Williams tube or Williams–Kilburn tube, based on a standard CRT, the first random-access digital storage device.
Cando Williams aínda estaba traballando no TRE, pouco antes de unirse á Universidade de Manchester en decembro de 1946, desenvolveu xunto a Tom Kilburn unha forma de memoria electrónica coñecida como tubo Williams ou tubo Williams–Kilburn, baseado nos CRT estándar, que sería o primeiro dispositivo de almacenaxe dixital de acceso aleatorio.