Născută la Inglewood, în apropiere de Los Angeles, pe 8 august 1921, Esther Williams a început nataţia la vârsta de opt ani şi a câştigat la vârsta de 17 ani proba de 100 metri liber la campionatele naţionale americane.
Esther Williams ar fi trebuit să participe la Jocurile Olimpice din 1940, dar acea ediţie a fost anulată din cauza celui de-Al Doilea Război Mondial.
Înotătoarea americană s-a lansat în industria de divertisment participând la show-ul acvatic „Aquacade”, de Billy Rose, alături de un alt campion de nataţie, Johnny Weissmüller, devenit celebru pentru interpretarea personajului Tarzan pe marele ecran.
Silueta ei atletică şi graţioasă, asociată cu o francheţe inedită în interviuri şi costumele de baie uneori provocatoare i-au deschis uşile marilor studiouri de la Hollywood, care se confruntau pe atunci cu numeroase dificultăţi cauzate de război şi de criza economică.
Esther Williams a fost angajată de studiourile Metro-Goldwyn-Mayer din 1941 până în 1955 şi a debutat pe marele ecran în „Andy Hardy’s Double Life” (1942), unul dintre rarele filme în care ea nu a jucat rolul unei înotătoare.
În „Million Dollar Mermaid” (1952), care spune povestea campioanei de înot sincron Annette Kellerman, Esther Williams a purtat nu mai puţin de 28 costume de baie diferite, concepute special pentru ea.
A captat privirile spectatorilor şi în musicalul „Balul sirenelor” (1942) şi a realizat în 10 ani 18 filme în care a jucat rolurile unor înotătoare.
Esther Williams a fost căsătorită de trei ori. În 1940, s-a căsătorit cu primul ei iubit, Leonard Kovner. Cu Ben Gage, un prezentator de radio care i-a devenit cel de-al doilea soţ, a avut trei copii. Cel de-al treilea soţ al ei a fost actorul Fernando Lamas, tot un campion de nataţie, care a murit în 1982.După cariera din cinematografie, Esther Williams s-a lansat în industria construcţiilor de piscine şi a vânzărilor de costume de baie.
Esther Williams, care obişnuia să înoate în fiecare dimineaţă, era reputată şi pentru francheţea ei. „Puţini oameni mă recunosc atunci când sunt îmbrăcată”, i-a spus ea în 1953 preşedintelui american din acea vreme Dwight Eisenhower, care a întrebat-o cum o cheamă.
Actriţa s-a pronunţat în public şi împotriva hărţuirii sexuale, afirmând că a fost agresată de producători de la Hollywood pe când avea 17 ani. „Am detestat acest lucru, dar nu puteam să depun plângere”, a explicat ea. „Pe atunci trebuia să tăcem. Altfel, nu am mai fi primit alte roluri”, mai spunea actriţa.