"Mork & Mindy" (1978-1982) là bộ phim sitcom hài kể về một người ngoài hành tinh đến Trái đất trên con tàu vũ trụ hình quả trứng. Trong phim, Robin Williams đóng cặp với nữ diễn viên xinh đẹp Pam Dawber. Vai diễn hài hước, ấn tượng này đã giúp ông giành được đề cử giải Emmy đầu tiên cho hạng mục nam diễn viên chính trong một bộ phim hài.

"Good Morning, Viet Nam" (1987) là bộ phim hài của Mỹ, lấy bối cảnh cuộc chiến tranh Việt Nam và cuộc sống của Adrian Cronauer (Robin William đóng), một phát thanh viên người Mỹ tại Sài Gòn năm 1965. Với khiếu hài hước bẩm sinh, Cronauer nhanh chóng nhận được sự yêu mến của khán giả nghe đài nhưng lại gặp mâu thuẫn với cấp trên vì anh luôn muốn đưa tin một cách trung thực nhất. Với bộ phim đậm chất nhân văn này, Williams giành giải Quả cầu vàng và một đề cử Oscar.

"Dead Poets Society" (1989): Bộ phim này một lần nữa đẩy sự nghiệp của Robin Williams lên tầm cao mới khi tiếp tục giành được một đề cử Oscar 1989 cho vai diễn nam chính John Keating. Vai diễn này được đánh giá rất cao, thậm chí tờ The New York Times đã ca ngợi đây là một "vai diễn chuẩn mực."

"Awakenings" (1990): Đây là vai diễn chứng tỏ Robin Williams là một nghệ sĩ đa tài, có thể thực hiện tốt vai diễn ở nhiều thể loại phim. Trong phim, ông vào vai một bác sĩ chuyên khoa tâm thần. Ông phải sử dụng một loại thuốc thử nghiệm để cố gắng cứu chữa bệnh nhân khỏi một chứng bệnh mới vô cùng nguy hiểm.

"The Fisher King" (1991): Tiếp tục phát triển các vai diễn đa nhân cách, Williams nhận Quả cầu vàng cho vai diễn phức tạp trong The Fisher King. Parry, một phát thanh viên radio vì muốn chuộc lại những lỗi lầm trong quá khứ nên cố gắng giúp đỡ một người đàn ông khốn khổ. Những tình huống nghẹt thở, cách Williams diễn tả nội tâm hay giải quyết vấn đề khiến bộ phim chạm đến trái tim khán giả.

"Hook" (1991): Trong bộ phim phiêu lưu của Steven Spielberg, Williams đảm nhận vai Peter Pan, đóng cùng cácdiễn viên đình đám như Julia Roberts, Dustin Hoffman và Bob Hoskins. Bộ phim giành được năm đề cử giải Oscar.

"Aladdin" (1992): Aladin là một trong những bộ phim hoạt hình nổi tiếng nhất của Disney, nhưng ít người biết, giọng nói ấn tượng của nhân vật Thần đèn là do Williams thể hiện. Bộ phim đoạt giải Oscar và mang về cho cá nhân Robin William một giải Quả cầu vàng năm 1993 cho diễn viên lồng tiếng xuất sắc nhất.

’Mrs Doubtfire" (1993): Trong phim này, Williams vai người cha đơn thân cừa phải kiếm tiền nuôi con, vừa cố gắng gần gũi, dạy bảo những đứa con mới lớn. Dù nhận được nhiều ý kiến trái chiều nhưng phim vẫn được làm thêm phần tiếp theo.

"Jumanji" (1995): Đây là một trong những vai diễn đáng nhớ nhất trong cuộc đời diễn xuất của diễn viên gạo cội. Ông đóng vai một người đàn ông bị mắc kẹt trong một cuộc chơi.

"The Birdcage" (1996): Khán giả yêu mến Robin Williams sẽ chẳng thể nào quên vai diễn Goldman Armand của ông, chủ một quán rượu dành cho những người đồng tính. Bộ phim gây tiếng vang lớn khi thu về hơn 185 triệu USD doanh thu trên toàn thế giới.

"Good Will Hunting" (1997): Vai diễn trong phim này mang về cho Williams một giải Oscar cho Nam diễn viên phụ xuất sắc nhất. Kịch bản của phim được viết bởi Ben Affleck và Matt Damon, thời hai ngôi sao này mới chỉ là những cái tên vô danh của Hollywood. Phim dành được doanh thu 226 triệu USD trên toàn thế giới, một con số khiến không ít người phải giật mình vào thời điểm đó.

"Flubber" (1997): Đây là bản remake của một bộ phim đã từng ra đời năm 1961. Phim kể về Philip Brainard, một giáo sư bị mất trí nhớ.

"Patch Adams" (1998): Bộ phim dựa trên một cuốn tự truyện và nhận nhiều lời chê bai rằng mạch phim đơn giản và ngèo nàn. Tuy nhiên, phim lại đạt được thành công rực rỡ trong phòng vé khi thu về đến 202,3 triệu USD trên toàn thế giới.

"Bicentennial Man" (1999): Williams đã có một vai diễn rất ấn tượng trong phim này - một người máy cố gắng để trở thành con người với đầy đủ tư duy, giác quan, cảm xúc.

"Death to Smoochy" (2002): Bộ phim gồm của đạo diễn Danny DeVito kể về hai chú hề hắc ám do RobinWilliams và Edward Norton thủ vai.

"Insomnia" (2002): Đây là bộ phim tâm lý tội phạm của đạo diễn Christopher Nolan. Trong phim Robin Wiliams đóng cặp với Al Pacino và Hilary Swank.

"One Hour Photo" (2002): Sau hàng loạt thử nghiệm thành công trong những thể loại phim mới, Robin Williams lại khiến người xem ngạc nhiên khi ông tham gia một bộ phim tâm lí - kinh dị. Nhân vật của ông là một nhân viênkỹ thuật hình ảnh.

"Robot" (2005): Trong bộ phim hoạt hình này của hãng 20th Fox, Williams lồng tiếng cho Fender, một robot hóm hỉnh và hài hước.

"Night at the Museum" (2006): Bộ phim hài phiêu lưu này từng gây bão tại các rạp chiếu phim toàn thế giới trong một thời gian dài. Trong phim, Williams vào vai cố Tổng thống Mỹ Theodore "Teddy" Roosevelt. Sự thành công của bộ phim năm 2006 đã khiến nhà sản xuất cho ra mắt hai phần tiếp theo.

"Happy Feet" (2006): Bên cạnh việc diễn xuất, Williams còn rất có duyên với vai trò lồng tiếng phim hoạt hình. Trong Happy Feet, bộ phim kể về đàn chim cánh cụt rất đáng yêu, ông thể hiện giọng nói của Ramón và Lovelace. Bộ phim đã nhận giải Oscar cho phim hoạt hình hay nhất. Ở phần 2 ra mắt vào năm 2011, William tiếp tục lồng tiếng cho hai nhân vật Ramón và Lovelace như ở phần 1.

"Old Dogs"(2009): Bộ phim này từng bị các nhà phê bình chỉ trích gay gắt vì "nội dung quái gở" - kể về hai người đàn ông buộc phải nuôi dạy con cái với nhau. Vượt qua dư luận, phim đạt được 96,5 triệu USD doanh thu toàn cầu.

"The One Crazy" (2013-14): Đây là vai diễn đánh dấu sự trở lại màn ảnh nhỏ của Williams sau trở ba thập kỷ. Bộ phim được nam diễn viên thích thú vá dành khá nhiều tâm huyết. Thật đáng tiếc, đây lại là vai diễn cuối cùng của ông.