Williams pleegde op 11 augustus 2014 zelfmoord. Hij was in herstel van een verslaving aan alcohol en drugs. Al gauw speculeerden media dat de acteur mogelijk een terugval had. Drie dagen na Williams overlijden ontkende zijn weduwe Susan Schneider dit ‘nieuws’. Uit het rapport van de lijkschouwer blijkt inderdaad dat de acteur niet onder invloed van alcohol of drugs was. In zijn bloed werd alleen de normale hoeveelheid van zijn voorgeschreven medicijnen aangetroffen. 

Kort voor zijn overlijden kwam Williams erachter dat hij aan de ziekte van Parkinson leed. Hij had de eerste verschijnselen al, maar wilde het niet openbaar maken. Volgens zijn woordvoerder was hij al enige tijd depressief.