Depois que ele deixou Take That, o primeiro disco de Williams foi a canção "Freedom", que foi escrita por George Michael. Seu primeiro álbum foi chamado "Life Thru a Lens". Ele foi vendido pela primeira vez em setembro de 1997. Nesta época, Williams tinha muitos problemas com álcool e depressão. "Angels", uma canção de seu primeiro álbum, tornou-se sua canção mais famosa. Como "Angels" teve tanto sucesso, o álbum "Life Thru a Lens" tornou-se muito mais popular, e ele vendeu mais de três milhões de cópias na Europa.
Williams escreveu "Millennium", que foi uma canção baseada na música dos filmes de James Bond, para seu segundo álbum, "I've Been Expecting You". "Millennium" se tornou seu primeiro número um nas paradas. Mais duas canções do mesmo álbum, "No Regrets" (que Williams escreveu com Neil Tennant e Neil Hannon) e "Strong", foram ambas de sucesso no Reino Unido. Outra canção deste álbum, "She's The One", também se tornou a canção número um.
Williams não teve muito sucesso fora da Europa até fazer o álbum "Sing When You're Winning", que foi vendido pela primeira vez em agosto de 2000. A música "Rock DJ" ganhou muitos prêmios: por exemplo, foi chamada de "Melhor Single (música) do Ano" no BRIT Awards, e a MTV deu a Robbie Williams um prêmio pelos efeitos especiais do vídeo. Neste momento, Robbie Williams gravou um dueto, "Kids", com Kylie Minogue. Muitas de suas canções, por exemplo, "Supreme" e "Better Man", tornaram-se populares em muitos países diferentes.
Em 2001, Williams gravou capas (cópias) de várias canções que haviam sido executadas anteriormente por Frank Sinatra. Uma dessas músicas foi um dueto com Nicole Kidman, chamado "Somethin' Stupid". Mais tarde, em 2001, ele começou a vender o álbum "Swing When You're Winning". O álbum fez sucesso muito rapidamente. Ao todo, ele vendeu 7 milhões de cópias. Uma canção do álbum, "Beyond the Sea", foi usada no final do filme "Finding Nemo". Nesta época, ele também gravou uma canção que tinha escrito, "Eternity", que não estava em nenhum álbum. Fez muito sucesso e se tornou uma canção número um.
Em 2002, Williams assinou um contrato para dizer que iria trabalhar para a empresa EMI. Ele trabalhou em seu próximo álbum, "Escapologia", por um ano. Muitas pessoas pensam que "Escapology" era diferente da música anterior de Williams. O álbum teve muito sucesso na Europa, mas não foi tão bem-sucedido na América. Para o vídeo da canção "Something Beautiful", Robbie dirigiu uma competição. O vencedor da competição fingiu ser o Williams no vídeo. No final, ele escolheu três vencedores, então ele fez três vídeos diferentes para a canção.
Em 2004, Williams juntou suas canções mais populares. Ele chamou esta coleção de "Greatest Hits". Havia também algumas canções novas neste álbum, por exemplo, "Radio".
Em fevereiro de 2005, o programa de TV BRIT Awards pediu às pessoas que votassem para responder à pergunta "Qual foi a melhor canção entre 1980 e 2005"? O vencedor foi "Anjos", de Williams.
Em outubro de 2005, o sexto álbum de Williams, "Intensive Care", foi vendido pela primeira vez. Williams e Steven Duffy escreveram as canções para este álbum. Nesta época, quatro dos cantores do Take That foram a Londres para um programa de TV. Eles pediram a Williams para vir, mas ele disse que não queria vir a Londres com eles. O jornal The Sunday Mirror disse que os outros cantores estavam "estripados" (muito infelizes e desapontados) porque Williams não quis vir.
Em 2006, Williams começou a se apresentar em concertos em todo o mundo. Ele gravou sua nova canção, "Rudebox", que era muito diferente de suas outras canções. Muitas pessoas não gostaram, e o jornal The Sun disse que "Rudebox" foi "a pior canção de todos os tempos". A canção teve bastante sucesso, mas o álbum, que também se chamava "Rudebox", vendeu menos cópias do que qualquer outro álbum da Williams.
Williams trabalhou com Guy Chambers e Mark Ronson para seu próximo álbum, Reality Killed the Video Star. O álbum foi lançado em 9 de novembro de 2009 no Reino Unido.
Em 11 de outubro de 2009, Williams publicou um álbum de compilação de 12 faixas, intitulado Songbook. Foi um CD gratuito para o jornal The Mail no domingo. O CD é um álbum único de alguns de seus maiores sucessos - incluindo várias apresentações raras ao vivo.
Em outubro de 2010, Williams lançou seu segundo maior álbum de sucessos, In and Out of Consciousness: The Greatest Hits 1990-2010, para celebrar os 20 anos como artista performático.
Em junho de 2011 Robbie Williams disse que estava trabalhando com Gary Barlow em um novo álbum solo.
Ele foi o ato de abertura do concerto do Jubileu dos Diamantes realizado fora do Palácio de Buckingham em 4 de junho de 2012.
O nono álbum de Williams, Take the Crown, foi lançado em 5 de novembro de 2012.
Em 15 de novembro de 2013 foi lançado o décimo álbum da Williams, Swings Both Ways.
