Tagasi Ameerika Ühendriikidesse Watertowni arsenalis komandörina, reisis ta uuesti Euroopasse 1914. aasta lõpus kui Ameerika sõjaline vaatleja Saksamaa armee juures kuus kuud. Nüüd, kui ta oli kolonellileitnant, võttis ta taas ülesandeid ühise relvade sepistamise juhatuse juures mai 1915 kuni juuni 1916. Pärast kaheksa kuud sõjaväe Lõunaosakonna relvaohvitserina, ajal, kui reguleeritud sõjaväe ja rahvuskaardi üksused olid karistusekspeditsioonile mobiliseeritud,
1917. aasta veebruari lõpus kutsuti ta Washingtoni. Kui Ameerika Ühendriigid 1917. aasta aprillis Esimesse maailmasõja astusid, reisis ta Prantsusmaale Ameerika ekspeditsiooniväe peatoimetajana. Williams veetis seal 11 kuud, mille jooksul ta tõusis kaks astet brigadigeneraali.