2010年，艾莉森·威廉姆斯从耶鲁大学毕业；同年，为年代剧《
广告狂人》的主题曲《A Beautiful Mine》创作了短片《Nature Boy》。
2011年，出演个人首部电视剧《联盟第三季》，从而正式进入娱乐圈。2012年，与
莉娜·邓纳姆共同主演友情剧《
衰姐们第一季》。2013年，主演电视剧《
衰姐们第二季》；同年，参演情境喜剧《
明迪烦事多第一季》。2014年，主演电视剧《
衰姐们第三季》；同年，出演歌舞电影《象牙塔之歌》。
2015年1月11日，主演的电视剧《衰姐们第四季》播出；同年，与
亚当·德赖弗合作主演电视剧《衰姐们第五季》。2016年，与
约翰·卡拉辛斯基、
芙蕾达·平托联合主演由
大卫·O·拉塞尔执导的短片《回顾向前》；同年，主演电视剧《衰姐们第六季》。
2017年2月24日，由其主演的惊悚电影《
逃出绝命镇》在北美上映，饰演黑人小伙克里斯的白人女朋友露丝，她凭借该片入围第26届MTV电影奖-最佳反派奖。
2023年1月6日，主演的恐怖片《
梅根》在北美上映。3月17日，主演的恐怖片《
梅根》中国内地定档。10月27日，参演的电视剧《同路人》播出。
艾莉森·威廉姆斯在美剧《衰姐们》中的老练表现，让她看上去像是个从小接受演技培训的老演艺人。经过了《联盟》和《高校音乐》两部电视剧的磨练，她终于在《衰姐们》中大放异彩。或许是她的高学历为她的优雅气质做了铺垫，她的穿衣打扮立刻从青春学生妹转型为了典雅熟女，就像她出席在纽约举行的《衰姐们第二季》首播仪式的裙装，金色与黑色的选择高雅大气，简单大方的设计刚好衬出了其姣好身材，别有一番融合活力与优雅的独特风格。在杂志《时尚芭莎》中，她展现出随意、不羁的性格。在美国《Allure》杂志封面中，她身穿丝绸长袍，搭配绣花皮革凉鞋，让整个人都焕发仙气。在第90届奥斯卡中，艾莉森·威廉姆斯一袭粉白色亮片亮钻无袖长裙，仙气十足，优雅亮相红毯（东方早报、环球网、1905电影网综合评）。