John Williams nasceu em 29 de junho de 1796, em Tottenham, perto de Londres, filho de pais galeses. Aos catorze anos foi trabalhar como aprendiz numa loja de ferragens. Em 30 de janeiro de 1814, um sermão do pregador Timothy East na igreja Tabernacle, em Moorfields, o tocou profundamente, e ele converteu-se. Pouco depois passou a frequentar aquela mesma igreja, sob o pastorado de Matthew Wilks.
Aos vinte anos, Williams já sentia o chamado para as missões. Foi ordenado na Surrey Chapel em 3 de setembro de 1816 e, quase dois meses depois, em 29 de outubro, casou-se com Mary Chawner. Em 17 de novembro do mesmo ano, o casal embarcou para o Pacífico Sul a serviço da Sociedade Missionária de Londres, a LMS.
Chegou às Ilhas da Sociedade em 1817 e fixou sua primeira base em Raiatea. Ali desenvolveu o método que marcaria seu ministério: treinar taitianos e raiateanos convertidos e enviá-los como mestres para abrir ilhas ainda não alcançadas, antes mesmo de o próprio missionário chegar. Foi assim que, em 1821, enviou mestres raiateanos a Aitutaki.
Em 1827, ansioso por visitar ilhas fora do alcance dos navios disponíveis, construiu com as próprias mãos, em apenas quinze semanas, o Messenger of Peace, usando madeira local. Sua energia e seu gosto pela exploração por vezes preocupavam os diretores da LMS, que chegaram a se recusar a custear seus projetos de embarcação por considerarem que um missionário não deveria se envolver em empreendimentos desse tipo.
Avistou Rarotonga em 1823, deixando ali o mestre nativo Papeiha, e voltou em 1827 para estabelecer a missão de forma permanente. Em 1830, foi o primeiro a levar o evangelho a Samoa, onde o chefe Malietoa Vaiinuupo aceitou a fé cristã. Entre 1834 e 1837 esteve na Inglaterra, supervisionou a impressão do Novo Testamento em rarotonganês e publicou o livro Narrativa de Empreendimentos Missionários nos Mares do Sul.
Em 1839, já com quarenta e três anos, Williams insistiu em abrir um novo campo nas Novas Hébridas, hoje Vanuatu. Ele desembarcou em Erromango sem saber que traficantes europeus de sândalo haviam maltratado e matado moradores da ilha pouco antes, deixando a população em estado de profunda desconfiança e mágoa.
Em 20 de novembro de 1839, Williams e o missionário James Harris caminharam praia adentro e, sem perceber, ultrapassaram uma marca ritual que sinalizava o limite que estrangeiros não deviam cruzar. Guerreiros da ilha os perseguiram de volta à praia, onde os mataram a golpes de clava; os corpos foram depois ritualmente devorados, segundo os relatos históricos. A notícia de seu martírio comoveu igrejas na Inglaterra e na Austrália e impulsionou uma nova geração de voluntários para as missões no Pacífico.
O método de formar mestres nativos que Williams desenvolveu ainda inspira igrejas que enviam seus próprios membros como missionários a povos vizinhos. Em 2009, descendentes de Williams e do povo de Erromango se reencontraram em gesto de reconciliação, sinal de que o evangelho pelo qual ele morreu segue reconciliando povos até hoje.