Уильямс родилась в Коннектикуте в семье телеведущего Брайана Уильямса и продюсера Джейн Гиллан Стоддард.
В 2010 году она окончила Йельский университет и уже в конце года получила роль в сериале «Девчонки» Лины Данэм, премьера которого состоялась весной 2012 года.
Она получила хорошие отзывы от критиков за роль в «Девчонки» и в 2013 году оказалась одним из главных кандидатов на соискание премии «Эмми» за лучшую женскую роль второго плана в комедийном телесериале.
В дополнение к этому она появилась в нескольких эпизодах ситкома «Проект Минди» в 2013 году. А в декабре 2014 получила небольшую роль в телефильме «Питер Пэн жив!».
В феврале 2014 Эллисон обручилась с Рики Ван Вином (со-основатель комедийного сайта CollegeHumor).
66-я церемония вручения прайм-тайм премии «Эмми»
40-я ежегодная церемония вручения премии People's Choice Awards
70-я церемония вручения премии «Золотой глобус»