În 2014, a jucat rolul Lydiei în primul său lungmetraj, drama misterioasă de coming-of-age The Falling, pentru care a primit aprecieri critice și mai multe premii. A avut roluri în filme precum drama romantică de epocă Mary Shelley (2017), comedia sportivă animată preistorică Early Man (2018) și drama romantică-comedie Then Came You (2018). În 2018, și-a făcut debutul pe scenă în piesa lui Lauren Gunderson, I and You, la Hampstead Theatre din Londra, primind recenzii pozitive. În 2020, a jucat în filmul de groază cu supereroi The New Mutants și în thrillerul psihologic The Owners.
În 2019, Williams a dezvoltat și lansat împreună platforma de socializare Daisie, o aplicație de rețea multimedia concepută ca o alternativă pentru a ajuta artiștii și creatorii (în special pe cei care încearcă să își înceapă cariera) în parcursul lor profesional.