Williams komt net als zijn oudere broer Iñaki Williams uit de jeugdopleiding van Athletic Bilbao. Hiervoor debuteerde hij op 28 april 2021 in de Primera División, tegen Real Valladolid. Hij kwam na 62 minuten in het veld. Tien minuten later kwam ook zijn broer Iñaki het veld op. Dat was de eerste keer sinds 1986 (met de broers Patxi en Julio Salinas) dat er twee broers samenspeelden bij Athletic Bilbao. Williams kwam in zijn eerste seizoen twee keer in actie en kreeg in 2021/22 bijna iedere speelronde speeltijd. Hij groeide in 2022/23 uit tot vaste basisspeler bij Bilbao.
Williams speelde voor de Spaanse nationale jeugdelftallen onder 18 en onder 21, maar kwam daarmee niet uit op een eindtoernooi. Hij debuteerde op 24 september 2022 in het Spaans voetbalelftal. Coach Luis Enrique liet hem toen in de 63e minuut invallen voor Pablo Sarabia in een met 1–2 verloren wedstrijd in het kader van de UEFA Nations League 2022/23 uit bij Zwitserland. Hij mocht twee maanden later ook mee naar het WK 2022. Hierop had hij een basisplaats in de groepswedstrijd tegen Japan en mocht hij invallen tegen zowel Costa Rica, Duitsland als in de achtste finale tegen Marokko.
.jpg)
Spanje
.svg){kind=small}
Portugal – Spanje 
· 
· 
·
11 N. Williams ·
12 Guruzeta ·
13 Agirrezabala ·
14 D. García ·
15 Lekue ·
16 Ruiz de Galarreta ·
17 Berchiche ·
18 De Marcos ·
19 García de Albéniz ·
20 Villalibre ·
21 Herrera ·
22 R. García ·
23 Nolaskoain ·
24 Prados ·
29 Ares ·
30 Gómez ·
Coach: Valverde