Kembali ke Amerika Serikat sebagai komandan di Watertown Arsenal, ia kembali ke Eropa pada akhir tahun 1914 sebagai pengamat militer Amerika dengan Angkatan Darat Jerman selama enam bulan. Sekarang, seorang letnan kolonel, ia kembali mengambil tugas dengan Joint Gun Forgings Board dari Mei 1915 sampai Juni 1916. Setelah delapan bulan sebagai perwira persenjataan untuk Departemen Selatan Angkatan Darat selama mobilisasi Angkatan Darat Reguler dan unit Garda Nasional untuk Ekspedisi Hukuman
, dia dipanggil ke Washington pada akhir Februari 1917, untuk menjadi asisten kepala ordnance. Dengan masuknya Amerika ke Perang Dunia I pada bulan April 1917, ia melakukan perjalanan ke Prancis sebagai kepala perlengkapan militer untuk Angkatan Ekspedisi Amerika. Williams menghabiskan sebelas bulan di sana, selama waktu itu ia dipromosikan dua tingkat ke pangkat brigadir jenderal.