русский и советский почвовед-агроном, академик Академии наук СССР (1931), АН БССР (1929), ВАСХНИЛ (1935). Один из основоположников агрономического почвоведения. Депутат Моссовета и Верховного Совета СССР 1-го созыва. Лауреат премии им. В. И. Ленина (1931).
Сын инженера, гражданина США, эмигрировавшего в Россию в середине XIX в. Окончил реальное училище (1883), Петровскую сельскохозяйственную академию (1888). На третьем курсе профессор А. Фадеев, у которого Вильямс работал в то время, предложил ему организовать научно-исследовательскую лабораторию и заведовать опытным полем. Был оставлен при академии и направлен в командировку (Франция, Германия). В мае 1889 г. принял российское подданство и в декабре был причислен к Министерству государственных имуществ. С 1891 г. стал читать в Петровской академии курс общего земледелия. В январе 1894 г. защитил магистерскую диссертацию «Опыт исследования в области механического анализа почв». В августе 1894 г., когда вместо академии был открыт Московский сельскохозяйственный институт, был назначен адъюнкт-профессором по кафедре почвоведения и общего земледелия; с июня 1897 г. – профессор. В 1894 г. ездил в США и Канаду. Был директором Сельскохозяйственного института с мая 1907 по ноябрь 1908 гг., а в 1922-1925 гг. – ректор ТСХА.
В 1904 г. заложил в институте питомник, в котором собрал коллекцию злаковых и бобовых трав. В 1911 г. основал курсы по луговодству. В 1914 г. основал под Москвой (ныне это территория города Лобни, у платформы Луговая) опытную станцию по изучению кормовых растений и кормовой площади (с 1922 – Государственный луговой институт, в 1930 г. был переименован во Всесоюзный, а в 1992 г. – во Всероссийский научно-исследовательский институт кормов); сегодня он носит имя В. Р. Вильямса. Его имя также носит Казахский научно-исследовательский институт земледелия. Основатель и первый заведующий кафедрой «Основы земледелия и растениеводства» Московского института механизации и электрификации сельского хозяйства. Основные работы посвящены развитию учения о почве. Он автор около 450 научных работ. Обосновал ведущую роль биологических факторов в почвообразовании, создал учение о малом биологическом круговороте веществ как основе развития почв, высказал идею о единстве развития неорганической и органической природы, разработал и обосновал травопольную систему земледелия. Вильямс считал, что свойством плодородия обладает лишь мелкоструктурная комковатая почва и что структура почвы – это главное условие получения хороших урожаев. Вел острую полемику с «минеральными» и «формально-дедуктивными» агрохимиками, под которыми подразумевались последователи Д. Прянишникова. К 1937 г. научная полемика трансформировалась в борьбу с «врагами народа». В результате дискуссии между Вильямсом и академиком Н. Тулайковым о пользе применения травопольной системы земледелия, Тулайков был арестован и погиб. Однако учение Вильямса содержало ряд ошибок: отрицательное отношение к культуре озимых хлебов, пропаганда вспашки травяного поля только глубокой осенью, независимо от климатических условий; отрицание решающей роли азотного питания растений; предложение перейти на пахоту с оборотом пласта. Ученицей Вильямса была Фаня Гельцер.