Κατά τη διάρκεια της εφηβείας της συμμετείχε σε διάφορους αγώνες κολύμβησης με τα χρώματα του συλλόγου του Λος Άντζελες, κερδίζοντας αρκετά τρόπαια. Καθώς η Ολυμπιάδα του 1940 όπου επρόκειτο να λάβει μέρος ακυρώθηκε λόγω του Β’ Π.Π. στράφηκε ξαφνικά στην υποκριτική, παίρνοντας το ρόλο που είχε προηγουμένως η Eleanor Holm, στο σώου του Billy Rose. Κατά τη διάρκεια της παραμονής της στο Σαν Φρανσίσκο προπονήθηκε μαζί με τον Ολυμπιονίκη της κολύμβησης και ηθοποιό που ενσάρκωνε στον κινηματογράφο το ρόλο του Ταρζάν, Τζόνι Βαϊσμίλερ.[14] Γρήγορα η παρουσία της κέντρισε το ενδιαφέρον της εταιρείας Metro-Goldwyn-Mayer και έτσι της προτάθηκε να πρωταγωνιστήσει σε μία σειρά παραγωγών που ονομάσθηκαν «μιούζικαλ του νερού» («aquamusicals»), κατά τη διάρκεια των δεκαετιών του 1940 και του 1950, πρόταση την οποία αποδέχθηκε, συνδυάζοντας υποκριτική, χορό, κολύμπι και καταδύσεις.
Από το 1945 έως το 1949, η Ουίλιαμς είχε τουλάχιστον ένα έργο με την ίδια πρωταγωνίστρια, μεταξύ των 20 κορυφαίων κάθε έτους.[15] Το 1952 ερμήνευσε έναν αυτοβιογραφικό ρόλο (της Αυστραλής σταρ Annette Kellerman) στην ταινία «Million Dollar Mermaid» της εταιρείας MGM.[16] Η Ουίλιαμς υπήρξε, ακόμη, μία επιτυχημένη επιχειρηματίας, στο χώρο του εμπορίου και της εστίασης, διευθύνοντας μία σειρά εστιατορίων που ήταν γνωστή ως «Trails».[17] Μετά το 1963 αποσύρθηκε από τον χώρο του θεάματος. Στην Ολυμπιάδα του 1984 στο Λος Άντζελες, η Ουίλιαμς ήταν σχολιαστής στο άθλημα της συγχρονισμένης κολύμβησης. Για την προσφορά της, τόσο στον κινηματογράφο, όσο και στην προώθηση της κολύμβησης στην κοινή γνώμη, έχει αστέρι στη Λεωφόρο της Δόξας στο Χόλυγουντ.