Bylo to v roce 1980, kdy se Billy Dee Williams objevil ve své pravděpodobně nejslavnější roli, v roli Landa Calrissiana ve filmové sérii „Star Wars“. Poprvé se objevil v roce 1980 ve druhém filmu Hvězdných válek „Impérium vrací úder“. Jako Lando se vrátil ve filmech „Návrat Jediho“ z roku 1983 a „Vzestup Skywalkera“ z roku 2019. Mezi filmy „Impérium vrací úder“ a „Návrat Jediho“ si zahrál po boku Sylvestera Stalloneho v thrilleru „Noční můry“ z roku 1981.
Jeden z dalších největších filmů v jeho životopise, „Batman“, měl být pro Williamse součástí mnohem větší role. Objevil se v něm jako okresní prokurátor Gotham City Harvey Dent, postava, z níž se nakonec stane superzločinec Two-Face. K tomu však nedošlo a místo něj byl do této role v pokračování „Batman navždy“ obsazen Tommy Lee Jones. Williams nakonec namluvil Two-Face“ ve filmu „The Lego Batman Movie“ z roku 2017.
TV kariéra: Williamova práce v televizi zahrnovala opakovanou hostující roli v seriálu „Gideon’s Crossing“. V sezóně 1984-1985 seriálu „Dynastie“ hrál Bradyho Lloyda. Ve třech sitcomech tvořil pár s herečkou Marlou Gibbsovou: „The Jeffersons“, „227“ a „The Hughleys“. V roce 1992 Williams ztvárnil Berryho Gordyho v seriálu The Jacksons: Americký sen.“ V roce 1993 Williams hostoval ve spin-offu „The Cosby Show, A Different World“. Williams se také objevil v roli sebe sama v seriálu „Martin“. V roce 1990 Williams hostoval ve skečové komediální show „In Living Color“. V pořadu „That ’70s Show“ Williams ztvárnil pastora Dana. Objevil se také v seriálech „Scrubs“, „General Hospital“, „Titan Maximum“ a „The Boondocks“. V únoru 2011 Williams hostoval v seriálu USA „White Color“. Následující rok byl Williams překvapivým hostem během natáčení pořadu „The Oprah Winfrey Show“, kde se věnoval Dianě Ross. Williams a Ross se znovu setkali poté, co se neviděli téměř 30 let. V roce 2013 si Williams zahrál sám sebe v seriálu „Modern Family“ V roce 2014 Williams soutěžil v 18. sezóně „Dancing with the Stars“. Byl v páru s profesionální tanečnicí Emmou Slaterovou, ale pár musel po třetím týdnu ze soutěže odstoupit kvůli Williamsovu zranění zad.