Montana'nın Kalispell kırsalında doğup büyüyen küçük bir kasaba kızı olan Michelle Ingrid Williams, ev hanımı Carla Ingrid (Swenson) ile emtia tüccarı ve yazar Larry Richard Williams'ın kızıdır. Soyu Norveçlilerin yanı sıra Alman, Britanya Adaları ve diğer İskandinav kökenlidir. İlk olarak Dawson's Creek (1998) adlı televizyon dizisindeki kötü kız Jen Lindley rolüyle tanındı. Kirsten Dunst ile birlikte Watergate Skandalı'nın bir parodisi olan Dick (1999) adlı komedi filminde ve Christina Ricci ile birlikte Prozac Nation (2001) adlı filmde rol aldı. O zamandan beri Michelle, Hayatın içinden (2003), Hayali Kahramanlar (2004) ve The Baxter (2005) gibi bağımsız filmlerin dünyasına girdi. Ama asıl başarısını 2005 yılında Ang Lee'nin Brokeback dağı (2005) filminde Alma Beers Del Mar rolüyle yakaladı. Kocasının başka bir adama aşık olduğunu fark eden bir kadın. Brokeback dağı (2005) filminde gösterdiği yetenek ona En İyi Yardımcı Kadın Oyuncu dalında Akademi Ödülü adaylığı getirdi. 2011 yılında Aşk ve Küller (2010) ile ilk başrol Akademi Ödülü adaylığını aldı. Bunu 2012'de Marilyn ile Bir Hafta (2011) ile başrol Akademi Ödülü adaylığı izledi.Michelle'in merhum Avustralyalı aktör Heath Ledger'dan Matilda adında bir kızı var.