Kiváló hangjának köszönhetően gyakran szerepelt musicalekben és zenés darabokban; 1976-os Broadway-debütálása a Grease-hez fűződik, majd olyan filmekben játszott, mint a Ritz fürdőház vagy A sas leszállt. Ezután jött az azonos című musical alapján készült Hair főszerepe, amely a hippikorszak nagy történetévé vált. Azért is korszakalkotó, mert a zenés táncos műfajban először nem happy end a vége.

Treat Williams az 1980-as években hivatásos pilótaként dolgozott. Eddig több mint 75 filmben és több sorozatban tűnt fel, közülük legismertebb az 1979-es Meztelenek és bolondok, a 1984-es Volt egyszer egy Amerika, az 1995-ös Leszámolás Denverben és az 1998-as Kísértethajó.