Syntynyt Coshoctonissa, Ohion osavaltiossa, Yhdysvalloissa, Williamsin isä oli discjockey. Hänen perheensä muutti Ohiosta Los Angelesiin 1960-luvulla. Siellä ollessaan Williams ja hänen kolme siskoaan, Margaret, Marte ja Marlena, esiintyivät televisiosarjassa Jack ja Jill nimellä ”The Williams Sisters”. Myöhemmin hän palasi Ohioon, mutta päätti palata Los Angelesiin aloittaakseen soolouran. Entinen Fifth Dimensionin jäsen Ron Townson otti Williamsin bändiinsä Wild Honey. Tämän jälkeen Williams löysi töitä taustalaulajana ja työskenteli muun muassa Chaka Khanin, Gladys Knightin, Stingin, Stephanie Millsin, Anita Bakerin ja Gordon Lightfootin kanssa. Williams lauloi Joe Sample -kappaleen ”The Survivor” alkuperäisversiossa ja tapasi tuottaja David Crawfordin työskennellessään hänen Klique-yhtyeensä kanssa. Sessiotöiden jälkeen hän sai levytyssopimuksen A&M Recordsin kanssa, ja hänen debyyttialbuminsa Vesta julkaistiin vuonna 1986. Albumi sisälsi hänen ensimmäisen Top 10 R&B-hittinsä ”Once Bitten, Twice Shy”, josta tuli hänen ainoa Iso-Britannian hittinsä ja joka menestyi vaatimattomasti Yhdysvaltain R&B-listoilla.
Hänen vuoden 1988 julkaisunsa Vesta 4 U tuotti Top 10 R&B-hitit ”Sweet Sweet Love”, ”4 U” ja ”Congratulations”, joista jälkimmäinen oli parhaimmillaan sijalla #55 Hot 100 -listalla ja #5 R&B-listalla. ”Congratulations” oli Vestan ainoa single, joka pääsi Hot 100 -listalle. Albumi oli myös hänen menestyksekkäin ja hänen ainoa albuminsa, joka nousi Yhdysvaltain Billboard 200 -listalle, ollen korkeimmillaan sijalla 131. Oli sitkeitä huhuja, joiden mukaan kappaleen inspiraationa oli hänen ja Bruce Willisin pitkäaikaisen suhteen hajoaminen ja että Demi Moore oli suoraan vastuussa sen päättymisestä. Vuonna 1991 Williams julkaisi kolmannen albuminsa Special, jonka singlenä oli nimikappale. ”Special” nousi hänen korkeimmalle listaykköseksi R&B-listalla sijalla 2, mutta albumin myynti jäi pienemmäksi kuin Vesta 4 U:n. Hänen seuraava albuminsa, vuoden 1993 Everything-N-More, tuotti vain pienen R&B-hitin, kappaleen ”Always”.
Vuonna 1989 Polygram Records osti A&M Recordsin. Williamsin vuoden 1998 albumi Relationships julkaistiin Polygramin nimellä, ja siitä tuli vaatimaton myyntimenestys, joka nousi R&B-listoille. Relationshipsin julkaisun jälkeen A&M/Polygram ei uusinut hänen sopimustaan. Williams jatkoi työskentelyä sessiolaulajana ja sai paikkoja muun muassa Phil Perryn, Howard Hewettin ja George Duken levyiltä. Hänen äänensä kuului radiokuuntelijoille muun muassa McDonald’sin, Niken, Baskin-Robbinsin, Diet Colan, Revlonin ja Exxonin mainosjingleissä. Samana vuonna hän esitti ABC:n minisarjan The Women of Brewster Place avausteeman.
Williams esitti saluunalaulajaa Mario Van Peeblesin ohjaamassa elokuvassa Posse vuonna 1993. Tänä aikana hänellä oli hitti SWV:n kappaleella ”Rain”, joka levytettiin yhdessä smooth jazz -muusikko Norman Brownin kanssa. Williamsilla oli kaudella 1998-99 toistuva rooli ”Monicana”, Jackée Harryn parhaana ystävänä televisiosarjassa Sisko, sisko. Hänen lauluäänensä on mukana UPN:n Malcolm ja Eddie -sarjan tunnuskappaleessa.
Vuonna 2000 Polygram julkaisi kokoelmalevyn, jolla oli Williamsin ja entisen A&M-artistin CeCe Penistonin kappaleita. Vuonna 2007 Williams julkaisi Shanachie Recordsilla R&B-kappaleita sisältävän albumin Distant Lover. Chris ”Big Dog” Davisin tuottama Distant Lover oli cover-albumi, joka sisälsi alun perin Bill Withersin, Stevie Wonderin, Smokey Robinsonin, Marvin Gayen, Saden ja Deniece Williamsin levyttämiä kappaleita. 7. joulukuuta 2010 Stimuli Music julkaisi hänen viimeisimmän levytyksensä kappaleen Dedicated.
Vuoteen 2002 mennessä Williamsista oli tullut radiopersoona, ja hän juonsi aamushow’ta KRNB-kanavalla Dallasin/Fort Worthin kaupungissa. Viime vuosina Williams oli laihduttanut 100 kiloa ja muuttunut koosta 26 koossa 6. Tuolloin Williamsista tuli lasten liikalihavuuden ja nuoruusiän diabeteksen ehkäisyn puolestapuhuja.
Hänen viimeinen esiintymisensä tapahtui 17. syyskuuta 2011 Portsmouthissa, Virginiassa Autumn Jazz Explosion -tapahtumassa, vain viisi päivää ennen kuolemaansa.
Hänen oli määrä esiintyä 21. vuotuisessa ”DIVAS Simply Singing!” -tapahtumassa Los Angelesissa 22. lokakuuta 2011. Shanice esitti show’n aikana kappaleen ”Congratulations” kunnianosoituksena Williamsille. Mukana oli myös kunnianosoitus edesmenneelle laulajattarelle Teena Marialle. Williams oli kuollessaan nauhoittamassa TV Onen Unsung-ohjelman jaksoa. Se esitettiin 2. tammikuuta 2012.