Несомненно, Уильямс являлся аналитическим философом, картографом следствий отношений, исследователем или изобретателем различений, создателем, а иногда и разгадчиком концептуальных головоломок. Научные интересы Уильямса простирались от философской логики и истории философии до этики и политической философии. Он опубликовал ряд статей по условным высказываниям, умозаключениям и логической последовательности убеждений в журналах «Акты аристотелевского общества» и «Философское обозрение» в шестидесятых и семидесятых годах. В 2002 году он выпустил в свет свою последнюю книгу «Истина и правдивость» о языке и его употреблении, где выступил против постмодернистских философов, отрицавших, что истина является либо возможным свойством любой из наших схем представлений, либо желательным свойством наших убеждений. Приверженность к анализу пронизывает монографию «Декарт», опубликованную в 1978 году. Во введении к этой книге Уильямс проводит отчетливую грань между историей идей и историей философии как двумя разными литературными жанрами. Писать о Декарте с точки зрения его времени, руководствуясь историческим любопытством, значило понять и объяснить, что именно имел в виду Декарт. Результатом такого надлежащим образом выполненного исследования неизбежно получился, как заявил Уильямс, «предмет исключительно двусмысленный, неполный и неуклюже сработанный» («Декарт», 10). Писать о Декарте с точки зрения современной, исходя из чисто философского любопытства, значило нацелиться на «рациональную реконструкцию мыслей Декарта, мыслей исключительно разумных, которые без труда могут быть изложены на современном языке» (там же). Такой подход потребовал представления аргументов Декарта в современной логической форме и оценки их формальной обоснованности. Не Уильямс изобрел такой подход к старым текстам, но на него сразу же ополчились историки, полагавшие, что разбор творений мыслителя семнадцатого века как нашего современника может привести лишь к искажению трактовок. Но Декарт на удивление хорошо перенес такое с ним обращение, видимо, потому что в «Рассуждениях» отстаивал выдвинутый им единственный аргумент, для чего, как в математическом доказательстве, воспользовался леммами и выводами quod erat demonstrandum.
Тем не менее известность Уильямса зиждется на его вкладе в далекие от философской логики предметы. Более того, он являлся белой вороной в ученом мире, и тому было по меньшей мере четыре причины. Во-первых, его первая книга «Нравственность» (1972), — рассмотрение традиционных вопросов этики и метаэтики, включая понимание «блага», субъективизма и релятивизма, утилитаризма и аморальности, вопросов, определивших направленность многих последующих работ философа, — эта книга начиналась утверждением о том, что «писать о философии морали — очень опасное занятие». Далее философ делится с читателем наблюдением, что «почти всегда почти вся философия морали была пустой и скучной», что почти вся «аналитическая» или «лингвистическая» философия морали была «пуста и скучна вдвойне», а «современная философия морали изобрела свой оригинальный способ быть скучной, вообще устранившись от обсуждения вопросов морали». Уильямс же хотел акцентировать проблемы личной жизни, остро переживаемые художником, и одна из таких проблем — страх перед бесплодностью своих усилий, и очевидно, что для Уильямса философия была своего рода искусством, не говоря о том, что это дисциплина, призванная искать истину. Уильямс хотел писать о переживаниях повседневной жизни, включая такие эмоции, о которых избегали писать даже философы, писавшие об эмоциях, а именно — амбиции, стыд и разочарование.
Во-вторых, Уильямс не только был знатоком художественной литературы, истории искусств и отчасти оперы, но и часто ссылался в своих трудах на произведения художественной литературы в отличие от большинства своих современников. Уильямс считал, что вымышленные примеры, предлагаемые философами читателям и самим себе, — это «не жизнь, а плохая литература». Хорошая литература, являясь плодом воображения, гораздо ближе к жизни, и сам Уильямс для придания большего социального и психологического правдоподобия своим произведениям часто иллюстрировал их примерами героев литературных произведений. Это были самоубийцы, алкоголики, неверные мужья или заблудившиеся в джунглях — наряду с «кричаще безвкусными фашистскими вождями», финансовыми магнатами и бюрократами. Он одинаково свободно обсуждает греческую мораль на примере гомеровского Аякса, ценность жизни на примере долгожительницы Елены Макропулос Яначека или отчуждение от своей семьи, ссылаясь на Оуэна Уиннгрейва, описанного Генри Джеймсом. Самой удачной персонификацией стал изображенный Уильямсом в его классическом эссе «Моральная удача» Поль Гоген в художественной версии биографии художника.