Robert Peter Williams nasce il 13 febbraio 1974 a Stoke-On-Trent, nel nord dell’Inghilterra. Diventa famosissimo grazie ai Take That, gruppo in cui rimane fino al 1995, anno in cui decide di andarsene. Sommerso dai debiti per le clausole legate al suo contratto con i Take That, Williams si dà all’alcool e alla droga.
Nel 1997, incoraggiato da George Michael, pubblica LIFE THRU A LENS, il suo primo album, la cui accoglienza è negativa. Ma a partire dalla pubblicazione del secondo singolo "Angels", le vendite hanno un’impennata, e per un anno il disco di debutto di Williams rimane nelle zone alte delle classifiche britanniche. Viene rilanciato come star, unico tra gli ex Take That ad avere successo fuori dal gruppo, ed è molto apprezzato anche da un altro tipo di pubblico, come dimostrano i suoi concerti a festival come Glastonbury. Nel 1998 si lega sentimentalmente a Nicole Appleton delle All Saints e pubblica il secondo disco I’VE BEEN EXPECTING YOU, che conferma la bontà della sua intesa con l’autore Guy Chambers e la sua vocazione di grande intrattenitore. Dopo aver tentato inutilmente di conquistare gli americani nel 2000 torna con il terzo album, SING WHEN YOU’RE WINNING. Il disco non è forse all’altezza di I’VE BEEN EXPECTING YOU, ma ottiene un buon successo di pubblico e di critica. SWING WHEN YOU’RE WINNING, pubblicato nel novembre 2001, contiene canzoni rese immortali da Frank Sinatra, Dean Martin, Sammy Davis Jr e altri, canzoni che Robbie ha ascoltato, amato e respirato da bambino. Molti dei brani vengono registrati nei Capitol Recording Studios di Los Angeles dove a suo tempo erano state incise numerose tra le canzoni originali, in alcuni casi con gli stessi musicisti dell'epoca. L’album si apre con una nuova canzone scritta da Robbie e Guy Chambers, “I will talk and Hollywood will listen”. Sono presenti inoltre duetti con Nicole Kidman (con il singolo primo in classifica “Somethin’ Stupid”), Jon Lovitz, Jane Horrocks, Rupert Everett, Jonathan Wilkes e, con la benedizione e l’aiuto della fondazione Sinatra, persino con l’ultimo Frank Sinatra in “It was a very good year”.
Robbie pianifica il 2002 come anno di riposo, ma già all’inizio dell’anno esce un film documentario “Nobody someday”, in cui vengono narrati i drammatici alti e bassi della sua vita durante il tour europeo. In quel periodo riceve il suo tredicesimo Brit award, un riconoscimento che supera ogni record. In aprile appare con il cantante dei Faithless Maxi Jazz nel singolo per il progetto 1 Giant Leap “My Culture”. Poi Williams firma un contratto con la EMI – da cui ha minacciato di allontanarsi – per ben 51 milioni di sterline. Lavora al nuovo album ancora una volta assieme a Guy Chambers. Si rifugia in California, a Los Angeles, per diversi mesi. Lì registra il nuovo album e torna in patria poco prima della pubblicazione di ESCAPOLOGY, nei negozi di tutto il mondo dalla metà di novembre 2002. Segue un trionfale tour mondiale, che culmina nei tre concerti di Knebworth, che nell'agosto 2003 raccolgono oltre 300.000 spettatori: da queste esibizioni viene tratto LIVE SUMMER 2003. Nel 2004 esce un GREATEST HITS, seguito nel 2005 da un nuovo album di studio, INTENSIVE CARE, anche questo registrato in California, ma senza l'ausilio del fido autore Guy Chambers, con cui ha litigato (e con cui dice di essersi riappacificato dopo l'uscita del disco).
Nel 2006 pubblica a sorpresa un nuovo disco, RUDEBOX in cui celebra la musica degli anni '80 e '90, duettando con i Pet Shop Boys e interpretando cover di Manu Chao. Per un disco totalmente nuovo bisogna aspettare il 2009, quando arriva REALITY KILLED THE VIDEO STAR, prodotto da Trevor Horn (che con i Buggles aveva inciso "Video killed the radio star"). Ad ottobre 2010 viene pubblicata la doppia raccolta intitolata IN AND OUT OF CONSCIOUSNESS – THE GREATEST HITS 1990- 2010, che ripercorre i vent'anni di carriera del cantante. Il doppio album raccoglie i 37 successivi più rappresentativi della carriera, oltre a due inediti, “Shame” e “Heart and I”, scritti in collaborazione con Gary Barlow.
A quindici anni dalla sua uscita dal gruppo, a luglio 2010 Robbie conferma il suo ritorno con i Take That con cui pubblica un disco a novembre dello stesso anno. Nel 2012 diventa papà di Theodora Rose e lavora per il nuovo album intitolato TAKE THE CROWN, anticipato dal singolo “Candy” scritto dall'ex compagno nei Take That Gary Barlow.