En 2009, Jesse Williams améliore d'un centimètre son record personnel en franchissant 2,34 m le à Eugene. Mais terminant quatrième seulement des sélections américaines, il ne se qualifie pas pour les Championnats du monde de Berlin. Jesse Williams se hisse au sommet de la hiérarchie américaine en 2010 en remportant les Championnats des États-Unis en salle (2,34 m) et en plein air (2,26 m). Il se classe deuxième du classement général de la Ligue de diamant derrière le Russe Ivan Ukhov.
Il remporte fin à Eugene les Championnats des États-Unis en plein air pour la deuxième fois consécutive. Il établit à cette occasion la meilleure performance mondiale de l'année 2011, avec 2,37 m, franchie à son troisième essai[1], améliorant de trois centimètres son record personnel en plein air.
Le , il décroche son premier titre international majeur en devenant champion du monde du saut en hauteur en enroulant une barre placée à 2,35 m[2]. Il réussit tous ses sauts de la finale dès leur première tentative avant d'échouer trois fois à 2,37 m. Son dauphin est le Russe Aleksey Dmitrik.
Il reçoit le Trophée Jesse-Owens 2011, récompensant le meilleur athlète américain de l'année[3]. Avec une taille très modeste pour la discipline, il peut cependant s'appuyer sur une très bonne technique d'impulsion.
Sous la pluie, lors des sélections américaines, il ne termine que quatrième du concours, mais se qualifie pour Londres, le 3e n'ayant pas réussi le minima A et lui ayant franchi 2,36 m à New York en . Le , lors du meeting Herculis de Monaco, il remporte le concours à 2,33 m au premier essai, devant Robert Grabarz (également au premier essai) et Derek Drouin et Erik Kynard, à 2,30 m.
Le , il se qualifie pour les Championnats du monde de Pékin en franchissant 2,30 m lors des Championnats des États-Unis d'athlétisme 2015, en prenant la 3e place qualificative, puis il échoue au pied du podium à la fois lors des Jeux panaméricains et aux Championnats NACAC.