Quellen finden: „Otis Williams“ – Nachrichten – Zeitungen – Bücher – Gelehrte – JSTOR (Juni 2017) (Erfahren Sie, wie und wann Sie diese Vorlage entfernen können)
Da er sich als Teenager für Musik interessierte, nahm Otis Miles, Jr. den Mädchennamen seiner Mutter als Künstlernamen an und stellte als Otis Williams eine Reihe von Gesangsgruppen zusammen. Zu diesen Gruppen gehörten Otis Williams and the Siberians, die El Domingoes und die Distants. 1959 landeten die Distants einen lokalen Hit mit dem Titel Come On“, der von Williams und ihrem Manager/Produzenten Johnnie Mae Matthews mitgeschrieben wurde und bei dem Richard Street die Hauptrolle sang. Künftige Aufnahmen der Distants waren nicht so erfolgreich, und nach einem Angebot von Berry Gordy von Motown Records verließen Williams und seine Freunde/Bandkollegen Elbridge „Al“ Bryant und Melvin Franklin die Distants. Eddie Kendricks und Paul Williams von The Primes schlossen sich später Williams, Bryant und Franklin an, um die Elgins zu gründen, die im März 1961 als „The Temptations“ bei Motown unterschrieben.
Die Temptations wurden im Laufe von fast fünf Jahrzehnten zu einem der erfolgreichsten Acts der Soulmusik, in denen Sänger wie David Ruffin, Dennis Edwards, der ehemalige Distant Richard Street, Damon Harris, Ron Tyson, Ali-Ollie Woodson, Theo Peoples, Ray Davis und der ehemalige Spinners-Sänger G.C. Cameron Mitglieder waren. Die Besetzungswechsel der Gruppe waren so häufig, stressig und lästig, dass Williams und Melvin Franklin sich gegenseitig versprachen, die Gruppe niemals zu verlassen. Franklin blieb bis 1994 in der Gruppe, als er körperlich nicht mehr in der Lage war, weiterzumachen. Franklin starb am 23. Februar 1995 und hinterließ Otis Williams, damals 53 Jahre alt, als letztes überlebendes Mitglied des Quintetts.
Williams ist zusammen mit Patricia Romanowski Autor von Temptations, einem Buch aus dem Jahr 1988, das sowohl als seine Autobiografie als auch als Geschichte der Gruppe dient. Zehn Jahre später wurde das Buch in einer NBC-Fernsehserie über die Temptations verfilmt. Williams wurde von dem Schauspieler Charles Malik Whitfield dargestellt.
Obwohl er die längste Zeit bei den Temptations war, singt Williams selten die Hauptrolle, sondern konzentriert sich auf seine Rolle als Anführer und Organisator der Gruppe und als „Bariton in der Mitte“. Der von Smokey Robinson und Eddie Kendricks geschriebene Track „Don’t Send Me Away“ von der LP The Temptations with a Lot o‘ Soul (1967), das Intro des frühen Gruppensongs „Check Yourself“ (1961), vor allem, „This Guy’s in Love with You“ von den Alben Live at London’s Talk of the Town und Diana Ross & The Supremes Join the Temptations und das von Norman Whitfield geschriebene „I Ain’t Got Nothing“ von All Directions aus dem Jahr 1972 sind seltene Auftritte von Williams als Leadsänger. Williams hat zu einigen Temptation-Songs nicht-singende (gesprochene) Beiträge geliefert, darunter „I’m Gonna Make You Love Me“ (1968, ein Hit im Duett mit Diana Ross und Eddie Kendricks, die sich den Leadgesang teilen), „I’m the Exception to the Rule“, in dem er sich die Leadstimme mit Eddie Kendricks und Dennis Edwards teilt, während der ersten Strophe von „Masterpiece“ (1973) und „For Your Love“, das in einem Medley mit „You Send Me“ (unter der Leitung von Ali-Ollie Woodsen) auf dem Album For Lovers Only (1995) zu hören ist.
Im Jahr 1989 wurde Otis Williams als Mitglied der Temptations in die Rock and Roll Hall of Fame aufgenommen. Williams erhielt im Mai 2006 die Ehrendoktorwürde des Stillman College.