Почвовед-агроном, один из основоположников агрономического почвоведения. Академик Академии наук СССР (1931), ВАСХНИЛ (1935). Работал в Сельскохозяйственном институте, в 1907-1908 его директор. После преобразования института в Сельскохозяйственную академию им. Тимирязева - её ректор (1922-1925).
Заведовал кафедрой общего земледелия и почвоведения, основал кафедру "Основы земледелия и растениеводства".
Создал учение о малом биологическом круговороте веществ как основе развития почв, высказал идею о единстве развития неорганической и органической природы, разработал и обосновал травопольную систему земледелия. Организовал первые в России чайные плантации и мандариновые рощи близ Батуми, а также Люблинские поля орошения. Автор около 450 научных работ. В 1927-1934 г. принимал участие в составлении "Технической энциклопедии" в 26-и томах.
Скончался В.Р. Вильямс 11 ноября 1939 года, урна с прахом захоронена в Москве, но не на кладбище, а в дендрологическом саду парка Тимирязевской сельскохозяйственной академии.
