I de fleste tilfeller er Williams syndrom arvet fra en forelder som har tilstanden. Men i omtrent 15 % av tilfellene oppstår den som en ny mutasjon, noe som betyr at den ikke er arvet fra noen av foreldrene.
Hvis en person med Williams syndrom får barn, er det 50 % sjanse for at hvert barn vil arve tilstanden. Men selv om et barn ikke arver tilstanden, kan de fortsatt være en bærer, noe som betyr at de kan gi den videre til sine egne barn.