John Williams nació el 29 de junio de 1796 en Tottenham, cerca de Londres, hijo de padres galeses. A los catorce años fue a trabajar como aprendiz en una ferretería. El 30 de enero de 1814, un sermón del predicador Timothy East en la iglesia Tabernacle, en Moorfields, lo tocó profundamente, y se convirtió. Poco después empezó a congregarse en esa misma iglesia, bajo el pastorado de Matthew Wilks.
A los veinte años, Williams ya sentía el llamado a las misiones. Fue ordenado en la Surrey Chapel el 3 de septiembre de 1816 y, casi dos meses después, el 29 de octubre, se casó con Mary Chawner. El 17 de noviembre del mismo año, la pareja embarcó rumbo al Pacífico Sur al servicio de la Sociedad Misionera de Londres, la LMS.
Llegó a las Islas de la Sociedad en 1817 y estableció su primera base en Raiatea. Allí desarrolló el método que marcaría su ministerio: capacitar a tahitianos y raiateanos convertidos y enviarlos como maestros para abrir islas aún no alcanzadas, incluso antes de que el propio misionero llegara. Fue así como, en 1821, envió maestros raiateanos a Aitutaki.
En 1827, ansioso por visitar islas fuera del alcance de los barcos disponibles, construyó con sus propias manos, en solo quince semanas, el Messenger of Peace, usando madera local. Su energía y su gusto por la exploración a veces preocupaban a los directores de la LMS, que llegaron a negarse a financiar sus proyectos de embarcación por considerar que un misionero no debía involucrarse en empresas de ese tipo.
Avistó Rarotonga en 1823, dejando allí al maestro nativo Papeiha, y regresó en 1827 para establecer la misión de forma permanente. En 1830 fue el primero en llevar el evangelio a Samoa, donde el jefe Malietoa Vaiinuupo aceptó la fe cristiana. Entre 1834 y 1837 estuvo en Inglaterra, supervisó la impresión del Nuevo Testamento en rarotongano y publicó el libro Narrativa de empresas misioneras en los Mares del Sur.
En 1839, ya con cuarenta y tres años, Williams insistió en abrir un nuevo campo en las Nuevas Hébridas, hoy Vanuatu. Desembarcó en Erromango sin saber que traficantes europeos de sándalo habían maltratado y matado a habitantes de la isla poco antes, dejando a la población en un estado de profunda desconfianza y dolor.
El 20 de noviembre de 1839, Williams y el misionero James Harris caminaron tierra adentro desde la playa y, sin darse cuenta, sobrepasaron una marca ritual que señalaba el límite que los extranjeros no debían cruzar. Guerreros de la isla los persiguieron de vuelta a la playa, donde los mataron a golpes de maza; los cuerpos fueron después ritualmente devorados, según los relatos históricos. La noticia de su martirio conmovió a iglesias en Inglaterra y Australia e impulsó una nueva generación de voluntarios para las misiones en el Pacífico.
El método de formar maestros nativos que Williams desarrolló todavía inspira a iglesias que envían a sus propios miembros como misioneros a pueblos vecinos. En 2009, descendientes de Williams y del pueblo de Erromango se reencontraron en un gesto de reconciliación, señal de que el evangelio por el cual él murió sigue reconciliando pueblos hasta hoy.