Lou Williams
Filadelfia 76ers (2005-2012)
Tras unas decepcionantes actuaciones en los entrenamientos, Williams cayó a la segunda ronda del draft y finalmente fue elegido en el puesto 45 de la general por los Philadelphia 76ers. Williams jugó poco como novato, promediando 1,9 puntos y 0,3 asistencias en 30 partidos.
La siguiente temporada, Williams fue enviado a jugar a los Fort Worth Flyers de la Liga de Desarrollo de la NBA el 28 de noviembre de 2006. Después de una buena actuación en la D-League, y de los rumores de intercambio en torno al base titular de los 76ers, Allen Iverson, Williams fue llamado de nuevo a la lista de los 76ers el 5 de diciembre.
Durante la temporada 2007-08, Williams promedió 11,3 ppg, 3,2 apg y 2,0 rpg. Al final de esa temporada, Williams se convirtió en agente libre restringido y firmó un contrato de cinco años por valor de 25 millones de dólares para permanecer en Filadelfia.
En el cuarto partido de la primera ronda de los Playoffs de la Conferencia Este de 2011, Williams encestó un triple que dio la victoria a los 76ers contra los Miami Heat, 86-82. Sin embargo, los Sixers acabaron perdiendo la serie en cinco partidos.
En la temporada 2011-12, Williams lideró a los 76ers en anotación con 14,9 puntos por partido, a pesar de no ser titular en ningún encuentro. Fue el subcampeón del Premio al Sexto Hombre del Año de la NBA.
Atlanta Hawks (2012-2014)
El 12 de julio de 2012, Williams firmó con los Atlanta Hawks. El 18 de enero de 2013, contra los Brooklyn Nets, Williams aterrizó torpemente sobre su rodilla derecha y tuvo que abandonar el partido en una silla de ruedas. Más tarde se supo que se rompió el ligamento cruzado anterior y que se perdería el resto de la temporada.
Williams se perdió los primeros partidos de la temporada 2013-14 mientras se recuperaba de su lesión de rodilla. Debutó el 20 de noviembre de 2013, anotando 6 puntos desde el banquillo. El 14 de diciembre de 2013, Williams anotó un máximo de temporada de 27 puntos. Terminó la temporada con unos promedios de 10,4 puntos, 3,5 asistencias y 2,1 rebotes.
Toronto Raptors (2014-2015)
El 30 de junio de 2014, Williams fue traspasado, junto con los derechos de draft de Lucas Nogueira, a los Toronto Raptors a cambio de John Salmons y la elección de segunda ronda de 2015. El 22 de noviembre de 2014, anotó 36 puntos, la mejor marca de su carrera en ese momento, en la victoria de los Raptors por 110-93 sobre los Cleveland Cavaliers. El 20 de abril de 2015, Williams fue nombrado Sexto Hombre del Año 2015 de la NBA, convirtiéndose en el primer miembro de los Toronto Raptors en ganar el premio.
Los Ángeles Lakers (2015-2017)
El 9 de julio de 2015, Williams firmó un contrato de tres años y 21 millones de dólares con Los Ángeles Lakers. Debutó con los Lakers en el estreno de la temporada contra los Minnesota Timberwolves el 28 de octubre de 2015, anotando 21 puntos desde el banquillo en una derrota por 112-111. El 3 de enero de 2016, anotó un máximo de temporada de 30 puntos en una victoria por 97-77 sobre los Phoenix Suns. Cinco días más tarde, anotó 23 de los 44 puntos de su entonces récord de carrera en el último cuarto de la derrota de los Lakers por 117-113 ante los Oklahoma City Thunder.
El 3 de diciembre de 2016, Williams anotó un máximo de temporada de 40 puntos desde el banquillo en una derrota por 103-100 ante los Memphis Grizzlies. Los 40 puntos de Williams fueron la mayor cantidad anotada por un suplente del rival contra Memphis, y se convirtió en el primer jugador en anotar 40 desde el banquillo desde Jordan Crawford en abril de 2014. Dos días más tarde, sumó 38 puntos, seis rebotes y siete asistencias en la derrota por 107-101 ante los Utah Jazz, sumando los primeros partidos consecutivos de 30 puntos en sus 12 años de carrera en la NBA. También se convirtió en el primer jugador de los Lakers en anotar al menos 38 puntos en partidos sucesivos desde Kobe Bryant en marzo de 2013. A lo largo de cuatro partidos entre el 3 y el 9 de diciembre, Williams anotó 137 puntos, la mayor actuación anotadora en cuatro partidos de un reserva desde que la NBA comenzó a llevar la cuenta de las salidas en 1970.
Rockets de Houston (2017)
El 23 de febrero de 2017, Williams fue traspasado a los Rockets de Houston a cambio de Corey Brewer y una elección de primera ronda del draft de 2017. Esa noche debutó con los Rockets, anotando 27 puntos con siete triples desde el banquillo en una victoria por 129-99 ante los New Orleans Pelicans. El 15 de marzo de 2017, anotó 30 puntos en una victoria por 139-100 sobre los Lakers.
Los Ángeles Clippers (2017-2021)
El 28 de junio de 2017, los Los Ángeles Clippers adquirieron a Williams, Patrick Beverley, Sam Dekker, Montrezl Harrell, Darrun Hilliard, DeAndre Liggins, Kyle Wiltjer y una selección de primera ronda de 2018 de los Houston Rockets a cambio de Chris Paul. El 27 de noviembre de 2017, Williams anotó un máximo de temporada de 42 puntos en una victoria por 120-115 sobre Los Ángeles Lakers. El 9 de diciembre de 2017, encestó una canasta de 3 puntos con 1,2 segundos para el final, llevando a los Clippers a una victoria por 113-112 sobre los Washington Wizards. Terminó con 35 puntos para liderar un esfuerzo de banquillo dominante para los Clippers. El 31 de diciembre de 2017, anotó 40 puntos desde el banquillo en una victoria por 106-98 sobre los Charlotte Hornets. Posteriormente, Williams fue nombrado Jugador de la Semana de la Conferencia Oeste por los partidos jugados del lunes 25 al domingo 31 de diciembre. El 10 de enero de 2018, anotó 27 de los 50 puntos de su carrera en el tercer cuarto de la victoria de los Clippers por 125-106 sobre los Golden State Warriors. Tiró 16 de 27 con un récord de carrera de ocho tiros de 3 puntos e hizo los 10 de sus tiros libres. Fue el mayor esfuerzo anotador de un Clipper en un solo partido desde que Charles Smith empató el récord de la franquicia con 52 puntos en diciembre de 1990. Posteriormente, Williams fue nombrado Jugador de la Semana de la Conferencia Oeste por los partidos jugados del lunes 8 al domingo 14 de enero. El 20 de enero de 2018, registró 31 puntos, un récord de franquicia de 10 robos y siete asistencias en una derrota por 125-113 ante los Utah Jazz. Se convirtió en el primer jugador en la historia de la liga en alcanzar 30 puntos, 10 robos y siete asistencias en un partido desde que los robos se convirtieron en una estadística registrada. El 26 de enero de 2018, tuvo 40 puntos e igualó su máximo de la temporada con 10 asistencias en la victoria de los Clippers por 109-100 sobre los Memphis Grizzlies. El 7 de febrero de 2018, firmó una extensión de contrato multianual con los Clippers. El 23 de febrero de 2018, tuvo 35 puntos en 33 minutos, incluyendo un segundo cuarto de 23 puntos, en una victoria de 128-117 sobre los Phoenix Suns. Williams promedió los máximos de su carrera en puntos (22,6), asistencias (5,3) y minutos (32,8) durante la temporada 2017-18. Su puntuación en el banquillo lideró la NBA en su 13ª temporada. Posteriormente, fue nombrado Sexto Hombre del Año de la NBA por segunda vez en su carrera.
El 2 de noviembre de 2018, Williams anotó 23 de sus 28 puntos de máxima puntuación en la segunda mitad de la victoria de los Clippers por 120-95 sobre los Orlando Magic. Los Clippers comenzaron la temporada con un récord de 17-9 antes de que Williams sufriera una lesión en el isquiotibial derecho. En los cuatro partidos que se perdió, los Clippers sufrieron una racha de cuatro derrotas. En su regreso a la acción el 20 de diciembre, Williams anotó 13 de sus 26 puntos en el último cuarto de la victoria de los Clippers por 125-121 sobre los Dallas Mavericks. El 28 de diciembre, tuvo un récord de temporada de 36 puntos en una victoria de 118-107 sobre los Lakers. El 25 de enero de 2019, registró el primer triple-doble de su carrera con 31 puntos, 10 asistencias y 10 rebotes en una victoria por 106-101 sobre los Chicago Bulls, uniéndose a Detlef Schrempf (en 1993) como el único otro jugador en la historia de la NBA con un triple-doble de 30 puntos desde el banquillo. El primer triple-doble de Williams se produjo en el 904º partido de su carrera -sólo Zach Randolph, con 974 partidos, consiguió el primero más tarde-. El 2 de febrero, anotó 39 puntos y ayudó a los Clippers a remontar una desventaja de 25 puntos para vencer a los Detroit Pistons por 111-101. El 11 de febrero, anotó 45 puntos, la cifra más alta de la temporada, desde el banquillo en una derrota por 130-120 ante los Minnesota Timberwolves. El 13 de febrero, anotó 30 puntos y 10 asistencias en 22 minutos en una victoria por 134-107 sobre los Suns, convirtiéndose en el primer jugador en la historia de la NBA con al menos 30 puntos y 10 asistencias en menos de 23 minutos. El 8 de marzo, anotó 40 puntos en una victoria por 118-110 sobre los Oklahoma City Thunder, con lo que superó a Jamal Crawford en el segundo puesto en puntos de la carrera de la NBA desde el banquillo. También fue el 28º partido de su carrera con 30 o más puntos desde el banquillo, superando el récord de Ricky Pierce de 27. El 11 de marzo, se convirtió en el líder de la carrera de la NBA en puntos desde el banquillo con 34 puntos en una victoria por 140-115 sobre los Boston Celtics, superando así a Dell Curry (11.147). El 17 de marzo, anotó 25 puntos y encestó un tiro de 3 puntos de 28 pies desde la parte superior de la llave en el timbre para dar a los Clippers una victoria de 119-116 sobre los Brooklyn Nets.
El 15 de abril de 2019, Williams tuvo 36 puntos y 11 asistencias para ayudar a los Clippers a superar un déficit de 31 puntos -la mayor remontada en la historia de los playoffs de la NBA- y empatar la serie de primera ronda en 1-1 contra los Warriors con una victoria de 135-131. Se convirtió en el segundo jugador de banquillo en la historia de la NBA con una actuación de 30 puntos y 10 asistencias en los playoffs. En el quinto partido de la serie, consiguió 33 puntos y 10 asistencias en la victoria por 129-121. Los Clippers perdieron el sexto partido y se despidieron de los playoffs. En la noche de los premios de la NBA al final de la temporada, Williams fue nombrado Sexto Hombre del Año de la NBA, uniéndose a Jamal Crawford como los únicos ganadores del premio en tres ocasiones.
Después de violar las reglas de la burbuja de la NBA, Williams tuvo que sentarse en los dos primeros partidos de siembra de la temporada 2019-20 para cumplir con sus requisitos de cuarentena. En los Playoffs de la NBA de 2020, luchó durante toda la postemporada teniendo unos promedios de 12,8 puntos y 4,2 asistencias mientras los Clippers caían en siete partidos contra los Denver Nuggets mientras cedían una ventaja de 3-1 en las semifinales de la Conferencia Oeste.
Segunda etapa con Atlanta Hawks (2021-actualidad)
El 25 de marzo de 2021, Williams, dos selecciones de segunda ronda del draft y consideraciones en efectivo fueron traspasados a los Atlanta Hawks a cambio de Rajon Rondo.