Mieszkał sam, choć zawsze dbał o to, aby blisko niego mieszkała jego matka.
15 kwietnia 1988 ciało Williamsa zostało znalezione w jego mieszkaniu w Londynie. Śledztwo wykazało, iż śmierć została spowodowana przez przedawkowanie barbituranów, przy czym nie udało się jednoznacznie orzec, czy Williams popełnił w ten sposób samobójstwo, czy też była to tragiczna pomyłka przy zażywaniu leków uspokajających i przeciwbólowych. Kwestia ta do dziś jest przedmiotem sporu jego biografów. Zwłoki zostały poddane kremacji, a prochy rozsypane na specjalnym polu obok krematorium w Londynie.
Wpływy i upamiętnienie Biografia Williamsa, zwłaszcza jego dzienniki, stały się inspiracją dla licznych fabularyzowanych inscenizacji, m.in. sztuki teatralnej i trzech filmów telewizyjnych. W najnowszym spośród nich wcielił się w niego Michael Sheen. W Londynie upamiętniają go dwie tablice. Pierwsza została odsłonięta w 2009 roku na elewacji budynku, w którym mieszkał w latach 1935-56 i traktował go jak swój dom rodzinnyPlaque for Carry On star Williams, BBC News 2009-10-11 [dostęp 2010-11-20].