Geboren in Coshocton, Ohio, Vereinigte Staaten, war Williams‘ Vater ein Discjockey. Ihre Familie zog in den 1960er Jahren von Ohio nach Los Angeles. Dort traten Williams und ihre drei Schwestern Margaret, Marte und Marlena in der Fernsehsendung Jack and Jill als „The Williams Sisters“ auf. Später kehrte sie nach Ohio zurück, beschloss aber, nach Los Angeles zurückzukehren, um eine Solokarriere zu starten. Das ehemalige Fifth Dimension-Mitglied Ron Townson holte Williams in seine Band Wild Honey. Nach dieser Zeit fand Williams Arbeit als Backgroundsängerin und arbeitete mit Künstlern wie Chaka Khan, Gladys Knight, Sting, Stephanie Mills, Anita Baker und Gordon Lightfoot zusammen. Williams sang auf der Originalversion von Joe Samples „The Survivor“ und lernte den Produzenten David Crawford bei der Arbeit mit seiner Gruppe Klique kennen. Nach einigen Sessions erhielt sie einen Plattenvertrag bei A&M Records und ihr Debütalbum Vesta wurde 1986 veröffentlicht. Das Album enthielt ihren ersten Top 10 R&B-Hit „Once Bitten, Twice Shy“, der ihr einziger UK-Hit wurde und sich in den US R&B-Charts bescheiden hielt.
Ihre 1988 veröffentlichte Platte Vesta 4 U brachte die Top 10 R&B-Hits „Sweet Sweet Love“, „4 U“ und „Congratulations“ hervor, wobei letzterer auf Platz 55 der Hot 100 und Platz 5 der R&B-Charts landete. „Congratulations“ war Vestas einzige Single, die in die Hot 100 Charts einstieg. Das Album war auch ihr erfolgreichstes und ihr einziges Album, das in den US Billboard 200 auftauchte und Platz 131 erreichte. Es hielten sich hartnäckig Gerüchte, dass der Song von der Auflösung ihrer langjährigen Beziehung mit Bruce Willis inspiriert wurde und dass Demi Moore direkt für das Ende der Beziehung verantwortlich war. 1991 veröffentlichte Williams ihr drittes Album mit dem Titel Special, aus dem der Titelsong als Single ausgekoppelt wurde. „Special“ wurde ihr höchster Song in den R&B-Charts auf Platz 2, aber die Verkaufszahlen des Albums waren geringer als die von Vesta 4 U. Ihr nächstes Album, Everything-N-More von 1993, brachte nur einen kleinen R&B-Hit, „Always“.
Im Jahr 1989 kaufte Polygram Records A&M Records. Williams‘ Album Relationships wurde 1998 unter dem Namen Polygram veröffentlicht und wurde ein bescheidener Verkaufsschlager, der in den R&B Charts erschien. Nach der Veröffentlichung von Relationships verlängerte A&M/Polygram ihren Vertrag nicht. Williams arbeitete weiter als Session-Sängerin und wirkte auf Alben von Künstlern wie Phil Perry, Howard Hewett und George Duke mit. Ihre Stimme war im Radio in Jingles für Werbekunden wie McDonald’s, Nike, Baskin-Robbins, Diet Coke, Revlon und Exxon zu hören. Im selben Jahr sang sie die Eröffnungsmelodie der ABC-Miniserie The Women of Brewster Place.
Williams spielte 1993 eine Saloonsängerin in dem Film Posse unter der Regie von Mario Van Peebles. In dieser Zeit hatte sie einen Hit mit dem SWV-Song „Rain“, den sie zusammen mit dem Smooth-Jazz-Musiker Norman Brown aufnahm. Williams hatte eine wiederkehrende Rolle als „Monica“, Jackée Harrys beste Freundin, in der Fernsehserie Sister, Sister in der Saison 1998-99. Ihre Gesangsstimme ist im Titelsong der UPN-Serie Malcolm and Eddie zu hören.
Im Jahr 2000 veröffentlichte Polygram ein Kompilationsalbum mit Songs von Williams und der ehemaligen A&M-Künstlerin CeCe Peniston. 2007 veröffentlichte Williams ein Album mit R&B-Songs auf Shanachie Records mit dem Titel Distant Lover. Produziert von Chris „Big Dog“ Davis, war Distant Lover ein Cover-Album mit Songs, die ursprünglich von Bill Withers, Stevie Wonder, Smokey Robinson, Marvin Gaye, Sade und Deniece Williams aufgenommen wurden.
Ihre letzte Aufnahme war der Song „Dedicated“, der am 7. Dezember 2010 auf Stimuli Music veröffentlicht wurde.
Bis 2002 war Williams eine Radiopersönlichkeit geworden und war Co-Moderatorin einer Morgenshow auf KRNB in Dallas/Fort Worth. In den letzten Jahren hatte Williams 100 Pfund abgenommen und war von Größe 26 auf Größe 6 geschrumpft. Zu dieser Zeit setzte sich Williams für die Prävention von Fettleibigkeit bei Kindern und Jugenddiabetes ein.
Ihren letzten Auftritt hatte sie am 17. September 2011 in Portsmouth, Virginia, bei der Autumn Jazz Explosion, nur fünf Tage vor ihrem Tod.
Sie sollte am 22. Oktober 2011 beim 21. jährlichen „DIVAS Simply Singing!“ in Los Angeles auftreten. Shanice sang „Congratulations“ während der Show als Tribut an Williams. Außerdem wurde der verstorbenen Sängerin Teena Marie Tribut gezollt. Zum Zeitpunkt ihres Todes drehte Williams gerade eine Folge von TV One’s Unsung. Sie wurde am 2. Januar 2012 ausgestrahlt.