Urodził się w Stamford w Connecticut jako syn Marion (z domu Andrew) Williams, sprzedawczyni antyków, i Richarda Normana Williamsa, chemika w przedsiębiorstwie Merck & Co. Kiedy miał trzy lata wraz z rodziną przeniósł się do Rowayton w Connecticut. Jego praprapradziadkiem ze strony matki był William Henry Barnum, amerykański senator z Connecticut i trzecim kuzynem P.T. Barnuma. Williams był dalekim krewnym zarówno Roberta Treata Paine’a - sygnatariusza Deklaracji Niepodległości – jak i Herberta Hoovera, 31. prezydenta Stanów Zjednoczonych. Jego rodzina miała korzenie angielskie, holenderskie, irlandzkie, szkockie, walijskie i niemieckie.

Williams grał w piłkę nożną w liceum i na studiach. Uczęszczał do szkoły w Kent w Connecticut, gdzie uczęszczali także: Seth MacFarlane, Sebastian Siegel, Ted Danson i Peter Farrelly. W 1973 ukończył Franklin & Marshall College w Lancaster. Jako nastolatek występował w szkolnych i lokalnych przedstawieniach teatralnych, a o karierze aktorskiej zaczął poważnie myśleć już na pierwszym roku studiów.

Karierę aktorską rozpoczął od występów na Broadwayu w komedii muzycznej Grease (1973) jako dubler Johna Travolty w roli Danny’ego Zuko. Rok później zagrał w musicalu Over Here (1974) z udziałem The Andrews Sisters i ponownie Travolty. Występował też w produkcjach off-broadwayowskich.

Na kinowym ekranie po raz pierwszy został obsadzony w roli detektywa w komedii Richarda Lestera Elegant (The Ritz, 1976) u boku F. Murraya Abrahama. W tym samym roku zagrał także w dreszczowcu Johna Schlesingera Maratończyk (Marathon Man, 1976) z Dustinem Hoffmanem, Laurence’em Olivierem i Royem Scheiderem, dramacie kryminalnym Śmiertelny bohater (Deadly Hero, 1976) u boku Jamesa Earla Jonesa oraz dramacie wojennym Orzeł wylądował (The Eagle Has Landed, 1976) z Michaelem Caine’em, Donaldem Sutherlandem i Robertem Duvallem.

W 1994 zadebiutował jako reżyser filmu krótkometrażowego Teksan (Texan) z udziałem Williama H. Macy. Rola Michaela Ovitza w telefilmie HBO Nocna zmiana (The Late Shift, 1996) przyniosła mu nominację do nagrody Emmy.

Spotykał się z Daną Delany (1984). 25 czerwca 1988 ożenił się z tancerką i aktorką Pam Van Sant. Mają syna Gila (ur. 1992) i córkę Elinor (ur. w październiku 1998). W latach 80. Williams otwarcie mówił o swoich zmaganiach z uzależnieniem od narkotyków, które jego zdaniem utrudniały jego karierę w czasie, gdy nazywano go „wschodzącym Pacino lub De Niro”.

12 czerwca 2023 w wieku 71 lat zginął w wypadku motocyklowym na Vermont Route 30 w Dorset w Vermont. Zderzył się z samochodem osobowym Honda Element, którego kierowca zjechał na przeciwległy pas. Choć Williams został bardzo szybko przewieziony helikopterem do szpitala w Albany w stanie Nowy Jork, nie udało się go uratować.

Opis powyżej pochodzi z artykułu w Wikipedii Treat Williams, licencjonowanego na zasadach CC-BY-SA. Pełna lista autorów w Wikipedii.