İlk yılları
Michelle Williams Kalispell, Montana'da doğmuştur.Babası Larry Williams bir eşya tüccarı, annesi Carla Williams ise ev kadınıdır. Beş kardeşi vardır. Santa Fe Christian Lisesi'nde eğitim görmüş ve 1997 yılında 16 yaşındayken babasının 1987 yılında kazandığı Robbins Trading Company'nin sponsorluğunda düzenlenen Robbins World Cup Trading Şampiyonasını kazanmıştır.
Oyunculuk kariyeri
Williams oyunculuk hayatına Lassie, Baywatch ve Home Improvement gibi yapımlarla başladı.Jessica Lange ve Michelle Pfeiffer'ın başrollerini üstlendiği A Thousand Acres filminde küçük bir rol aldı. Ardından 1998 senesinde Halloween: H20 filminde yer aldı ve Dawson's Creek dizisinde Jen Lindley karakterini canlandırmaya başladı. Bu dizideki rolü ile iki kez YoungStar Awards / Genç Yıldız Ödüllerine; Lassie, Halloween H20: 20 Years Later ve Dick filmlerinde rolleriylede üç kez Young Artist Awards / Genç Sanatçı Ödüllerine aday gösterildi.
6 sezon süren Dawson's Creek dizisi sırasında pek çok filmde yer aldı.1999 yılında Kirsten Dunst ile birlikte Dick isimli Watergate skandalı'nı konu alan bir filmde oynadı. Christina Ricci ile birlikte Prozac Nation filminde rol aldı.The Station Agent filmindeki oyuncu kadrosu ile birlikte SAG ödüllerine En İyi Oyuncu Kadrosu dalında aday gösterildiler. 2005 yılı kariyeri açısında oldukça önemli oldu. Yönetmeni Ang Lee olan Brokeback Mountain filmiyle Oscar olarak bilinen Akademi Ödülleri'ne aday gösterildi. Cate Blanchett,Julianne Moore, ve Heath Ledger ile birlikte Bob Dylan'ın hayatını anlatan I'm Not There filminde yer aldı. 2007'de The Tourist ve 2008'de Incendiary filmlerinde Ewan McGregor ile birlikte rol aldı.2009 yapımı Martin Scorsese filmi olan Shutter Island'da da yer alacağı açıklanmıştır.
Kişisel hayatı
Babası Brokeback Mountain filminin setinde tanıştığı Avustralyalı aktör Heath Ledger olan Matilda Rose Ledger adında 28 Ekim 2005 doğumlu bir kızı vardır. Kızının vaftiz babası Jake Gyllenhaal, vaftiz annesi ise Busy Philipps'dir. Çift üç yıllık birliktelikten sonra Eylül 2007'de ayrıldı. Bundan bir süre sonra da oyuncu Heath Ledger hayatını kaybetmiştir.