A legtöbb esetben a Williams-szindróma olyan szülőtől öröklődik, akinél ez az állapot. Az esetek körülbelül 15%-ában azonban új mutációként fordul elő, vagyis egyik szülőtől sem öröklődik.
Ha egy Williams-szindrómában szenvedő személynek gyermekei vannak, 50% az esélye, hogy minden gyermek örökli ezt az állapotot. Azonban még ha egy gyermek nem is örökli az állapotot, akkor is hordozó lehet, ami azt jelenti, hogy továbbadhatja saját gyermekeinek.