Робин Маклорин Уильямс родился 21 июля 1951 года в Чикаго. Его отец Роберт Фицджеральд Уильямс (1906–1987) был одним из руководителей компании Ford Motors, мать, Лори Маклорин Уильямс (1922–2001), — бывшей моделью.

Будущий актер воспитывался с двумя старшими братьями от предыдущих браков своих родителей: Робертом Тоддом Уильямсом, который основал винодельческую компанию Toad Hollow, и Маклорином Смитом, ставшим преподавателем физики в Мемфисе.
Уильямс воспитывался в традициях епископальной церкви, учился в муниципальной начальной школе в Гортоне и средней школе в Дир-Пате. Осенью 1963 года, когда будущий актер учился в седьмом классе, его отца отправили на работу в Детройт. Семья переехала из Чикаго в 40-комнатный дом в пригороде Блумфилд-Хиллс, штат Мичиган, где Уильямс начал учиться в частной Детройтской окружной дневной школе. Там он стал президентом класса, входил в состав школьных сборных по футболу и борьбе. Когда Уильямсу было 16 лет, его отец досрочно вышел на пенсию и они переехали в город Вудакр округа Марин. Там Робин поступил в Редвудскую среднюю школу, которую окончил в 1969 году.

После школы Уильямс поступил в Клермонтский колледж (Claremont McKenna College) в Калифорнии, где изучал политологию, затем — в престижную Джульярдскую школу драмы в Нью-Йорке, из которой ушел в 1976 году не доучившись.

Еще во время учебы Робин Уильямс выступал с юмористическими программами и сумел достичь успеха на этом поприще — его приглашали известные ночные клубы США и Великобритании, в частности лондонский The Comedy Storе. В скором времени его начали называть Эйнштейном от комедии.
В 1978 году сестра режиссера Гэрри Маршалла, Пенни, посмотрев выступление Уильямса в ночном клубе, предложила ему роль космического пришельца в новом сериале своего брата. Во время прослушивания продюсеры, впечатленные его чувством юмора, предложили Робину роль инопланетянина Морка в нескольких сериях пятого сезона телесериала «Счастливые дни».

После переезда в Лос-Анджелес он был задействован в различных комедийных телешоу, а затем утвержден на одну из главных ролей в комедийном сериале «Морк и Минди» (1978–1982), где он воплотил образ инопланетянина Морка. Шоу вышло на экраны канала АВС и транслировалось четыре года. Эта роль принесла актеру первую награду — премию «Золотой глобус». Отличительной особенностью Уильямса стали импровизации в диалогах, из‑за чего в сценарии для его реплик оставляли пустое место.

Его дебют на большом экране состоялся в 1980 году в фильме Роберта Олтмена «Попай», где актер исполнил роль моряка. При бюджете в $20 млн фильм собрал, по разным оценкам, от $49 млн до $60 млн.

В 1984 году в фильме «Москва на Гудзоне» Уильямс снялся в роли русского музыканта Владимира Иванова, который стал невозвращенцем во время гастролей в Нью-Йорк .
Прорывом в его актерской деятельности стала роль диджея-пацифиста на военной радиостанции в разгар вьетнамской войны в комедийной драме Барри Левинсона «Доброе утро, Вьетнам» (1987). За эту работу Уильямс получил второй «Золотой глобус» и был номинирован на «Оскар».

Знаковыми для актера стали и две следующие картины — «Общество мертвых поэтов» (1989) и «Король-рыбак» (1991) . В первой он сыграл учителя английской литературы, который вдохновляет учеников менять свою жизнь через пробуждение в них интереса к поэзии и литературе, во второй — безумного бездомного. После этих двух драматических фильмов Уильямса стали воспринимать как актера, которому под силу широкий диапазон образов и различные амплуа.

«Я полностью изменил к себе отношение, снявшись в «Обществе мертвых поэтов». После этой картины уже никто не думал, что я только комик. Хотя и до нее я снимался в серьезных ролях. Но «Общество…» было фильмом не только серьезным, но и коммерчески очень успешным. Он тронул зрителей так, как ни один из других моих фильмов. После него ко мне подошел один впечатлительный тип и говорит: «Я бросил свою работу, начал заниматься искусством, картинами!» Я ему на это: «Надеюсь, ваши картины продаются, потому что это всего лишь кино!» — говорил актер.

В «Капитане Крюке» (1991 г.) Стивена Спилберга Уильямс исполнил роль Питера Пэна, который отказывался быть взрослым.
Увеличению его популярности способствовал фильм «Миссис Даутфайер» (1993), где Уильямс появился в женском образе. Эта роль принесла ему очередной «Золотой глобус». Затем были роли в фильмах «Джуманджи» (1995) и «Клетка для пташек» (1996).

В 1998 году Уильямс стал обладателем «Оскара» как лучший актер второго плана за роль провинциального психолога в драматической ленте «Умница Уилл Хантинг».
В 1998 году Уильямс снялся в фильме «Куда приводят мечты» режиссера Винсента Уорда. «Для меня этот фильм был очень важен с точки зрения духовных поисков. Ведь мне пришлось иметь дело с эмоциями, с проблемой потерь и искупления. Несколько лет назад я потерял отца, и съемки воскресили в моей памяти то, что я пережил тогда. Это было тяжелое испытание», — говорил актер.

Странно,но такие потрясающие фильмы с его участием — «Двухсотлетний человек» и «Якоб лжец» (1999) — провалились в прокате. Бюджет картины «Якоб лжец» составил более $15 млн, а в прокате в США было собрано всего чуть меньше $5 млн. Последние фильмы с участием Уильямса вышли в прокат в 2014 году.

В 2000‑х годах актер исполнил центральные роли в замечательных картинах «Бессонница» (Insomnia, 2002), «Убить Смучи» (Death to smoochy, 2002), «Фото за час» (One hour photo, 2002), «Большая белая обуза» (Big white, 2005), «Ночной слушатель» (Night listener, 2006), «Человек года» (Man of the year, 2006), «Лицензия на брак» (License to wed, 2007), «Самый клевый папа на свете» (World’s greatest dad, 2009) и других.

«Я не в состоянии постоянно придерживаться системы Станиславского, мне становится скучно. Я могу использовать ее, но, даже снимаясь в драме, особенно не гружусь! Возможно, это неправильно, но я получал удовольствие, даже играя маньяка в «Бессоннице», где моим партнером был такой адепт системы Станиславского, как Аль Пачино!» — признавался в интервью Робин Уильямс.

В сентябре 2008 года Уильямс стал гастролировать в рамках своего персонального стендап-комедийного шоу «Оружие саморазрушения», посвященного «социальным и политическим абсурдам». Уильямс вкладывал всю свою энергию в концерты, но проблемы со здоровьем вышли на первый план в марте 2009 года. Актер перенес операцию на сердце.
В последние годы снялся в фильмах «Большая свадьба» (Big wedding, 2013), «Лицо любви» (Face of love, 2013), «Этим утром в Нью‑Йорке» (Angriest man in Brooklyn, 2014).

Фильм «Ночь в музее: Секрет гробницы» (Night at the museum: secret of the tomb, 2014) вышел в прокат, когда актера уже не было в живых.

Уильямс продюсировал ленты «Миссис Даутфайр» (Mrs. Doubtfire, 1993) и «Яков лжец» (Jakob the liar, 1999).

Актер принимал участие во множестве комедийных программ и записал три комедийных альбома.
В общей сложности он снялся более чем в 110 картинах.Помимо ролей в кино, актер также озвучивал мультфильмы (в частности, Джина в мультсериале «Алладин»).

Помимо «Оскара» Робин Уильямс был удостоен четырех премий «Золотой глобус» (1979, 1988, 1992, 1994), двух премий Гильдии киноактеров (1997, 1998), а также двух телевизионных премий «Эмми» (1987, 1988).

На его счету также пять музыкальных премий «Грэмми» (1979, 1987, две в 1988, 2002) и две премии канала MTV (1993, 1994).
12 декабря 1990 года на голливудской Аллее славы у Китайского театра Граумана состоялось открытие именной звезды Робина Уильямса за вклад в развитие киноиндустрии под номером 6900.

Уильямс при жизни поддерживал ряд благотворительных организаций, включая Фонд LiveStrong, Фонд Кристофера и Даны Рив и детскую исследовательскую больницу Святого Иуды.
Актер ежегодно проводил акцию Comic Relief («Комический контраст»), которую организовал в 1980 году. Средства, собранные в ходе акции, шли в пользу бездомных.
В 1986 году Уильямс объединился с Вупи Голдберг и Билли Кристалом для создания ежегодного телевизионного шоу на канале HBO «Разрядка смехом» с целью привлечь внимание к проблемам бездомных. В общей сложности с 1986 по 1998 год (а также после разрушений урагана «Катрина» в 2006 году) Уильямс, Кристал и Голдберг посетили много приютов для бездомных и центров обслуживания по всей стране. По данным Los Angeles Times, Уильямс помог собрать свыше $80 млн для помощи бездомным Америки.

Актер был трижды женат. От первых двух браков у него было трое детей.
Его первой супругой была актриса и модель Валерия Виларди. Она родила актеру сына, которого назвали Закари Тим Уильямс (р. 1983). После десяти лет совместной жизни, в 1988 году, Уильямс и Веларди оформили развод.

Весной 1989 года Уильямс женился на няне Закари — Марше Гарсес. В этом браке у него было двое детей: дочь Зельда Рэй (р. 1989) и сын Коди Аллен (р. 1991). В марте 2008 года Гарсес подала на развод, сославшись на непримиримые разногласия.

Третий брак Робина Уильямса с графическим дизайнером Сьюзан Шнайдер был официально зарегистрирован в 2011 году. Сам Уильямс полагал, что новые отношения помогут ему справиться с депрессией .

11 августа 2014 года тело Робина Уильямса нашли в его собственном доме в городе Тибурон в Калифорнии. Смерть наступила вследствие удушья. Как показала экспертиза, артист покончил жизнь самоубийством. Вскрытие показало, что запрещенных веществ и алкоголя в теле актера не было. В то же время было установлено, что он употреблял медикаменты в «терапевтических концентрациях».

Личный биограф актера заявил, что последние годы жизни Робин Уильямс боролся с депрессией. На ее фоне актер мог злоупотреблять алкоголем и наркотиками. Газета Los Angeles Times сообщала, что в начале июля 2014 года Уильямс записался на курсы по лечению от алкогольной зависимости.

Супруга актера Сьюзан Шнайдер сообщила, что Робин Уильямс страдал болезнью Паркинсона на ранней стадии и «не был готов поделиться этим с общественностью». Она опровергла версии об употреблении Уильямсом наркотиков и алкоголя, сказав, что «его величайшим наследием является, помимо его трех детей, те радость и счастье, которые он дарил другим людям, особенно тем, кто сталкивался с личными проблемами» 

После кремации прах Робина Уильямса был развеян в заливе Сан‑Франциско.

А для меня,Робин Уильямс,навсегда останется частичкой моего уютного детства.