Robert Peter Williams wurde am 13. Februar 1974 in Stoke-on-Trent (Staffordshire)geboren.
Seine Eltern von trennten sich, als er drei Jahre alt war. Er wuchs mit seiner sieben Jahre älteren Schwester Sally bei seiner Mutter Jeanette in Tunstall, einem Vorort von Stoke-on-Trent bei Manchester auf.
Als seine Mutter 1990 eine Anzeige entdeckte, in der Jungs für eine Boygroup gesucht wurden, meldete sie den 15-jährigen zum Casting an. Bei diesem Casting wurden die späteren Mitglieder von Take That gefunden. Am 17. Juli 1995 wurde bekannt gegeben, dass Williams nach Drogen- und Partyexzessen die Band verlassen müsse. Er war nicht mehr bereit, sich an die vom Management vorgegebenen strikten – und sämtliche Bereiche des privaten und öffentlichen Lebens betreffenden – Reglementierungen zu halten.
Vertragliche Vereinbarungen mit dem Management von Take That führten dazu, dass Williams Solo-Debüt-Single erst nach der ersten Solo-Single von Gary Barlow erscheinen durfte. Freedom, eine George-Michael-Coverversion, konnte sich gut in den Charts positionieren, hinterließ jedoch ebenso wie die nachfolgenden Singles keinen bleibenden Eindruck.
Privat widmete sich Robbie seiner Partyleidenschaft und entwickelte eine Drogen- und Alkoholsucht, die im Juli 1997 zu einem Zusammenbruch und einem nachfolgenden Aufenthalt in einer Entzugsklinik führte. Erst die Veröffentlichung der Single Angels im Dezember desselben Jahres war der Anstoß zu einer der kommerziell erfolgreichsten Popkarrieren der Musikgeschichte.
Es folgte eine Serie erfolgreicher Hitsingles, meist in Zusammenarbeit mit dem Songschreiber Guy Chambers.
Der kommerzielle Erfolg in den USA blieb jedoch weiterhin aus Ein Schicksal, das er mit vielen nichtamerikanischen Künstlern wie Kylie Minogue teilt, die von den R'n'B-dominierten Radiostationen nicht gespielt werden. Unter anderem wegen seiner relativen Unbekanntheit in den USA verlegte Robbie seinen Wohnsitz nach Los Angeles.
Mit den Kartenverkäufen seiner Open-Air-Tour 2006 ist ihm ein Weltrekord gelungen, mit dem er auch in das Guinness-Buch der Rekorde aufgenommen wird: Innerhalb eines Tages konnten 1,6 Mio. Eintrittskarten für seine Konzerte in ganz Europa verkauft werden - eine Zahl, die sonst noch keinem Künstler vorher gelungen ist.
Die bislang größte weltweite Tournee wurde am 10. April 2006 in Südafrika gestartet und anschließend in Europa fortgesetzt. Insgesamt hat Williams in 28 verschiedenen Ländern 83 Konzerte vor weltweit über 4,6 Millionen Fans geben. Den krönenden Abschluss bildete das Londoner Wembley Stadion, wo Robbie Williams an zwei Abenden vor insgesamt 140.000 Fans aufgetreten ist.
Ende Februar/Anfang März 2006 wurde bekannt, dass Robbie Williams alle noch frei verfügbaren Aktien seines heimischen Fußballvereins Port Vale gekauft hat. Das Ziel sei, den Verein in die zweite englische Liga zu führen. Später möchte Robbie Williams Präsident des Vereins werden.
Als die Tour sich langsam dem Ende neigte, hatte Robbie die Idee, ein Album aus einem kompletten Syn-the-syzer-Stil zu veröffentlichen. Das Album Rudebox kam in der ersten Woche, genauso wie die Single, zwar auf Platz Eins, wurde dann aber schnell aus den UK Top 10 verscheucht. Der einzige richtige Erfolg war die Single-Auskopplung "She's Madonna", die in Deutschland drei Wochen lang auf Platz Vier war. Das aktuelle Album wurde bis jetzt ca. 4,5 Millionen Mal verkauft und ist damit das Robbie-Album das sich schlechter verkauft hat als sein Debutalbum "Life Thru A Lens". Als vierte Single ist "Summertime" vorgesehen, welche im Juli veröffentlicht wird.
Im Februar 2007 ließ sich Robbie Williams wegen seiner Tablettensucht in eine Entzugsklinik in den USA einliefern, die er nach drei Wochen wieder verließ.
Im Moment arbeitet er mit Steven Duffy an zwei neuen Alben. Das Erste, für 2007 vorgesehen, ist ein weiteres Swingalbum und das andere Album entspricht seinem alten Stil (z.B. Sing, when you're winning)