Çoğu durumda Williams sendromu, bu duruma sahip bir ebeveynden miras alınır. Bununla birlikte, vakaların yaklaşık %15'inde yeni bir mutasyon olarak ortaya çıkar; bu, her iki ebeveynden de miras alınmadığı anlamına gelir.
Williams sendromlu bir kişinin çocuğu varsa, her çocuğun bu durumu miras alma şansı %50'dir. Bununla birlikte, bir çocuk bu durumu miras almasa bile yine de taşıyıcı olabilir, yani hastalığı kendi çocuklarına aktarabilir.