Es war im Jahr 1980, als Billy Dee Williams in seiner wohl berühmtesten Rolle auftrat, der des Lando Calrissian in der „Star Wars“-Filmreihe. Seinen ersten Auftritt hatte er im zweiten Star-Wars-Film von 1980, „Das Imperium schlägt zurück“. Er kehrte als Lando 1983 in „Die Rückkehr der Jedi“ und 2019 in „The Rise of Skywalker“ zurück. Zwischen „Das Imperium schlägt zurück“ und „Die Rückkehr der Jedi“ spielte er an der Seite von Sylvester Stallone in dem Thriller „Nighthawks“ von 1981.
Einer der anderen großen Filme in seinem Lebenslauf, „Batman“, sollte Teil einer viel größeren Rolle für Williams sein. Darin spielt er den Bezirksstaatsanwalt von Gotham City, Harvey Dent, eine Figur, die später zum Superverbrecher Two-Face wird. Es sollte jedoch nicht sein, und Tommy Lee Jones wurde stattdessen für die Rolle in der Fortsetzung Batman Forever“ besetzt. Williams verkörperte schließlich „Two-Face“ in dem 2017 erschienenen Film „The Lego Batman Movie.“
TV-Karriere: Williams‘ TV-Arbeit umfasste eine wiederkehrende Gastrolle in „Gideon’s Crossing“. In der Staffel 1984-1985 von „Dynasty“ spielte er Brady Lloyd. Mit der Schauspielerin Marla Gibbs spielte er in drei Sitcoms zusammen: „The Jeffersons“, „227“ und „The Hughleys“. 1992 spielte Williams die Rolle des Berry Gordy in „The Jacksons“: Ein amerikanischer Traum“. 1993 hatte Williams einen Gastauftritt in dem Spin-Off von „The Cosby Show, A Different World“. Williams trat auch als er selbst in „Martin“ auf. 1990 hatte Williams einen besonderen Gastauftritt in der Sketch-Comedy-Show „In Living Color“. In der „That ’70s Show“ verkörperte Williams den Pastor Dan. Er trat auch in „Scrubs“, „General Hospital“, „Titan Maximum“ und „The Boondocks“ auf. Im Februar 2011 hatte Williams einen Gastauftritt in der US-Serie „White Color“. Im folgenden Jahr war Williams der Überraschungsgast bei einer Aufzeichnung der „The Oprah Winfrey Show“, in der Diana Ross im Mittelpunkt stand. Williams und Ross waren wieder vereint, nachdem sie sich fast 30 Jahre lang nicht gesehen hatten. 2013 hatte Williams einen Cameo-Auftritt als er selbst in „Modern Family“. 2014 nahm Williams an der 18. Staffel von „Dancing with the Stars“ teil. Er wurde mit der Profitänzerin Emma Slater gepaart, aber das Paar musste sich nach der dritten Woche aufgrund einer Rückenverletzung von Williams aus dem Wettbewerb zurückziehen.