Michelle Ingrid Williams urodziła się 9 września 1980 roku w małym, amerykańskim miasteczku Kalispell. Mając 10 lat przeprowadziła się do San Diego, gdzie zaczęła brać aktywny udział w przedstawieniach szkolnych. Na telewidzach zrobiła wrażenie już jako mała Bridget w popularnym serialu "
Słoneczny Patrol". Natomiast jej pierwszą rolą filmową była April w "
Lassie". Popularność przyniósł jej występ w znanym na całym świecie "
Jeziorze marzeń", gdzie grała m.in. z
Katie Holmes. Prawdziwym przełomem w jej karierze aktorskiej okazał się film "
Tajemnica Brokeback Mountain" z 2005 roku. Za rolę w tej produkcji otrzymała swoją pierwszą nominację do Oscara oraz wiele innych nagród i nominacji. W 2007 roku zagrała w filmie biograficznym
Boba Dylana pt."
I'm not there". W 2010 roku wystąpiła u boku
Ryana Goslinga w "
Blue Valentine". Za rolę w tym obrazie została po raz drugi nominowana do Nagrody Amerykańskiej Akademii Filmowej, ostatecznie przegrywając z
Natalie Portman, z którą razem wystąpiła w reklamie perfum Francesco Vezzoli. Spot ten wyreżyserował sam
Roman Polański. Rok później wcieliła się w gwiazdę amerykańskiego kina,
Marilyn Monroe. "
Mój tydzień z Marilyn" przyniósł jej trzecią nominację do Oscara, wygraną Złotego Globa oraz możliwość grania u boku takich aktorów jak
Kenneth Branagh czy
Judi Dench. W 2013 roku u boku
Rachel Weisz, z którą przegrała rywalizację o Oscara w 2005 roku, wystąpiła w filmie fantasy "
Oz Wielki i Potężny".
W 2004 roku Michelle związała się z australijskim aktorem
Heathem Ledgerem, a rok później, w październiku urodziła się ich jedyna córka, Matilda Rose Ledger. Matką chrzestną dziewczynki została wieloletnia przyjaciółka Williams,
Busy Philipps, którą aktorka poznała na planie "
Jeziora marzeń" oraz
Jake Gyllenhaal, przyjaciel
Ledgera. Rozstali się we wrześniu 2007 roku na kilka miesięcy przed tragiczną śmiercią młodego aktora.
Ulubionym zajęciem aktorki jest czytanie książek. W swojej kolekcji ma m.in. pierwsze wydanie "Wielkiego Gatsby'ego". Jej ulubioną aktorką jest
Katharine Hepburn.