Lähteiden etsiminen: ”Otis Williams” – uutiset – sanomalehdet – kirjat – tutkija – JSTOR (kesäkuu 2017) (Learn how and when to remove this template message)
Musiikista teininä kiinnostunut Otis Miles, Jr. otti taiteilijanimekseen äitinsä tyttönimen, ja Otis Williams -nimisenä hän kokosi useita lauluryhmiä. Näihin ryhmiin kuuluivat muun muassa Otis Williams and the Siberians, El Domingoes ja The Distants. Vuonna 1959 The Distants teki Williamsin ja heidän managerinsa/tuottajansa Johnnie Mae Matthewsin yhdessä kirjoittaman paikallisen hitin nimeltä ”Come On”, jonka lauloi Richard Street. Tulevat Distantsin levytykset eivät olleet yhtä menestyksekkäitä, ja Motown Recordsin Berry Gordyn tarjouksen jälkeen Williams ja hänen ystävänsä/yhtyetoverinsa Elbridge ”Al” Bryant ja Melvin Franklin jättivät Distantsin. Eddie Kendricks ja Paul Williams The Primes -yhtyeestä liittyivät myöhemmin Williamsin, Bryantin ja Franklinin kanssa Elgins-yhtyeeseen, joka teki maaliskuussa 1961 sopimuksen Motownin kanssa nimellä ”The Temptations”.
The Temptationsista tuli yksi soul-musiikin menestyneimmistä kokoonpanoista lähes viiden vuosikymmenen aikana, jonka aikana jäseninä ovat olleet muun muassa David Ruffin, Dennis Edwards, entinen Distant Richard Street, Damon Harris, Ron Tyson, Ali-Ollie Woodson, Theo Peoples, Ray Davis ja entinen Spinners-laulaja G.C. Cameron. Yhtyeen kokoonpanon vaihtuminen oli niin usein, stressaavaa ja hankalaa, että Williams ja Melvin Franklin lupasivat toisilleen, etteivät koskaan jättäisi yhtyettä. Franklin pysyi ryhmässä vuoteen 1994 asti, jolloin hän tuli fyysisesti kykenemättömäksi jatkamaan. Franklin kuoli 23. helmikuuta 1995, ja silloin 53-vuotias Otis Williams jäi kvintetin viimeiseksi elossa olevaksi alkuperäiseksi jäseneksi.
Williams on Patricia Romanowskin kanssa kirjoittanut vuonna 1988 ilmestyneen kirjan Temptations, joka toimi sekä hänen omaelämäkerranaan että ryhmän historiana. Kymmenen vuotta myöhemmin kirjasta tehtiin NBC:n television minisarja The Temptations. Williamsia esitti näyttelijä Charles Malik Whitfield.
Vaikka hän on ollut Temptationsin pisin jäsen, Williams laulaa harvoin päälaulua, vaan keskittyy sen sijaan rooliinsa ryhmän johtajana ja organisoijana sekä taustan ”baritonina keskellä”. Smokey Robinsonin ja Eddie Kendricksin kirjoittama kappale ”Don’t Send Me Away” LP:ltä The Temptations with a Lot o’ Soul (1967), intro yhtyeen varhaisessa kappaleessa ”Check Yourself” (1961), erityisesti, ”This Guy’s in Love with You” albumeilta Live at London’s Talk of the Town ja Diana Ross & The Supremes Join the Temptations sekä Norman Whitfieldin säveltämä kappale ”I Ain’t Got Nothing” levyltä All Directions vuodelta 1972 ovat harvinaisia näytöksiä, joissa Williams laulaa soolona. Williams on antanut ei-laulullisia (spoken word) kontribuutioita joihinkin Temptationin kappaleisiin, kuten ”I’m Gonna Make You Love Me” (1968, hitti duetto Diana Rossin ja Eddie Kendricksin kanssa, jotka jakavat päälaulun), ”I’m the Exception to the Rule”, jossa hän jakaa johtosävelet sekä Eddie Kendricksin että Dennis Edwardsin kanssa, ”Masterpiece”-kappaleen (1973) alkusäkeistön aikana ja ”For Your Love”, joka on tehty medleynä ”You Send Me”-kappaleen (johtaa Ali-Ollie Woodsen) kanssa For Lovers Only -albumilla (1995).
Vuonna 1989 Otis Williams otettiin The Rock and Roll Hall of Fameen The Temptationsin jäsenenä. Williams sai kunniatohtorin arvonimen Stillman Collegesta toukokuussa 2006.