Aktör, komedyen, yapımcı... 21 Temmuz 1952 tarihinde Illinois, Chicago'da doğan Robin Williams'ın çocukluk yılları Chicago'da ve Michigan, Bloomfield'da geçer. Babası Ford Motor Company'de yöneticidir. Babasının erkenden emekli olması üzerine aile California'da San Fransicso yakınlarındaki Marin County'ye taşınır. Williams California, Claremont'taki siyaset bilimi öğrenimini yarıda bırakarak New York'taki Juilliard School'da tiyatro eğitimi almaya başlar.
San Francisco'ya geri döndüğünde West Coast komedi klübü çevresinde pandomim sanatçısı ve stand-up komedyeni olarak sahne alır.
Williams, stand-up gösterileriyle 1970'lerde büyük başarı kazanır. Los Angeles'ın Comedy Store'undaki rolü de bunların arasındadır. 1977-78 yılları arasında Laugh-In dizisinin yeniden çekilen bölümlerinde oynadıktan sonra çok tutulan komedi dizisi Happy Days'te Ork gezegeninden gelen sevimli uzay yaratığı Murk rolüyle misafir oyuncu olarak oynamaya başlar.
Çok geçmeden bu karakteri, Pam Dawber'ın Mork'un aşık olduğu dünyalıyı, Jonathan Winters'ın da Mork'un uzaylı arkadaşını canlandırdığı Mork + Mindy (1978-82) adındaki kendi komedi dizisine taşır.
1996 yılında HBO'da yayınlanan, evsizlere yardım için bağışların toplandığı yıllık Comic Relief adlı programda komedyen arkadaşları Billy Crystal ve Whoopi Goldberg'e katılır.
Televizyonda ve stand-up gösterilerinde seyirci karşısındaki inanılmaz başarısına karşın, sinemadaki kariyeri nedense biraz ağır ilerler. Başrol üstlendiği, Robert Altman yönetimindeki Popeye (1980) adlı film hayal kırıklığı yaratır.
John Irving'in The World According to Garp (1982) romanından uyarlanan filmindeki ve Moscow on the Hudson (1984) adlı yapımdaki oyunculuğu övgüyle karşılansa da The Survivors (1983), Club Paradise (1986) ve The Best of Times (1986) gibi daha az ses getiren projelerde de rol alır.
Williams, 1987 yılında Good Morning, Vietnam'da Oscar'a aday gösterilen oyunculuğuyla büyük bir sıçrama yaparak Hollywood'un gözde aktörleri arasına katılır. Barry Levinson'ın komedi-drama türündeki bu filmi Vietnam'daki ABD Askeri Hizmetleri'nin radyo istasyonuna atanan kural tanımaz bir DJ'in hikayesidir. Williams doğaçlama yeteneğiyle ün kazanır. Birçok sahneyi dilediği şekilde oynamasıyla tanınır.
Ünlü oyuncu, Dead Poets Society'de ilham verici fikirlerle dolu hazırlık sınıfı hocası John Keating rolündeki oyunculuğuyla ikinci kez Oscar'a aday gösterilir. 1990 yılında Penny Marshall'ın yönettiği Awakenings filmindeki doktor rolüyle de övgüler alır.
Dustin Hoffman ve Julia Robertsla birlikte rol aldığı, yönetmenliğini Steven Spielberg'ün üstlendiği ve gişelerde büyük bir hüsrana uğrayan Hook (1991) filminde Peter Pan rolüyle seyirci karşısına çıkar.
Williams Terry Gilliam'la tekrar bir araya geldiği 1991 yapımı The Fisher King'le Akademi tarafından üçüncü kez En İyi Oyuncu ödülüne aday gösterilir. Disney'in gişe rekortmeni animasyon filmi Aladdin'deki (1992) mavi cini seslendirerek hem çocukları hem de büyükleri mutlu eder.
1993 yılında Mrs. Doubtfire adlı komedide eşiyle boşanmasının ardından, çocuklarıyla vakit geçirebilmek için kadın ev sahibesi kimliğine bürünen bir babayı canlandırarak ticari anlamda en büyük başarısını kazanır.
Williams'ın üç yıl aradan sonra gelen, The Birdcage (1996) adlı filmi Nathan Lane ve Gene Hackman'la birlikte rol aldıkları 1978 yapımı La Cage aux Folles'ün yeniden çevrimidir. O arada Jumanji (1995) adlı macera filminde oynamanın yanısıra Hugh Grant ve Julianne Moore'la birlikte oynadığı Nine Months'ta (1995) sersem bir doktoru canlandırdığı küçük rolüyle seyirci karşısına çıkmıştır. 1996 yılında da olağanüstü bir hızla, bedensel olarak yaşlanan bir çocuğun anlatıldığı, hayal kırıklığı yaratan Jack adlı filmde rol alır, Kenneth Branagh yönetmenliğindeki epik film Hamlet'te de ilk Shakespeare oyunculuğunu sergiler.
Father's Day'de (1997) Crystal'la birlikte çalışmasının sonucu hüsran olsa da, Williams 1961 yapımı The Absent Minded Professor'ın yeniden çevrimi olan Flubber'la o yılın hit bir filmine imza atmış olur. Matt Damon, Minnie Driver ve Ben Affleck'le birlikte oynadığı Good Will Hunting'deki ölçülü oyunculuğuyla ilk Oscar'ı olan En İyi Yardımcı Oyuncu Ödülü'nü alması kariyerinde bir dönüm noktası olur.
What Dreams May Come (1998), Patch Adams (1998), Jakob the Liar (1999) ve Bicentennial Man (1999) filmleri ticari açıdan ve aldığı eleştiriler bakımından görece olarak daha başarısız olsa da Williams Hollywood'un olağanüstü aktörlerinden biri olma özelliğini korur. Samimi, etkileyici oyunculuğuyla da göz dolduran yetenekli bir komedi oyuncusu olarak kendine özel bir yer edinir. 2000 yılında Mrs. Doubtfire'ın yönetmeni Columbus tarafından yönetilen The Interpreter filmiyle yeniden beyazperdededir.
Williams kariyerinin ilk yıllarında kokain alışkanlığıyla tanınarak özel hayatıyla da manşetlere taşınır. John Belushi'nin 1982 yılında aşırı dozdan ölmeden önce birlikte kokain aldığı kişi olan Williams'a, kendisine herpes virüsünü bulaştırdığını iddia eden eski bir kız arkadaşı da 6.2 milyon poundluk tazminat davası açar. Williams buna karşılık şantaj davası açar.
İlk karısı Valerie Velardi'den 1988 yılında boşanarak on yıllık evliliğini noktalar. Daha sonra da oğlu Zachari'nin bakıcılığını üstlenen Marcia Garces ile evlenir. Garces'ten Zelda ve Cody adında iki çocuğu olur. Garces, Blue Wolf Productions şirketinde de Williams'ın aynı zamanda iş ortağıdır.