Née dans le Bronx, Vanessa Lynn Williams grandit à Millwood (New York), au sein d'une famille issue de la classe moyenne, avec ses parents Milton et Helen Williams, tous deux métis et professeurs de musique, ainsi que son frère Christopher, de quatre ans son cadet. Dès l'enfance, ils l'encouragent à suivre des études musicales, débutant par le piano et les cuivres, en particulier les cors d'harmonie instruments particulièrement complexes à maîtriser. Elle préfère néanmoins le chant et il s'avère qu'elle développe un réel potentiel. Diplômée de l'université de Syracuse [3], à New York, grâce à une bourse, elle suit des cours d'art dramatique. Pourtant, elle laisse tomber ses études pour une carrière artistique, notamment pour s'inscrire, au début des années 1980 à des concours de beauté.

Vanessa Williams devient Miss Syracuse, Miss New York en 1983 et enfin la première afro-américaine à remporter le titre de Miss America 1984.

Puis elle entreprend une carrière de chanteuse et sort son premier album en 1988, The Right Stuff. Son premier single, Right Stuff connaît un grand succès dans les charts R&B mais c'est surtout son troisième single, Dreamin qui fait entrer Vanessa Williams dans les dix premières places du Billboard Hot 100. L'album devient disque d'or et lui fait obtenir trois nominations aux Grammy Awards.

Au cinéma, Vanessa Williams tourne en 1996 L'Effaceur, au côté d'Arnold Schwarzenegger, Dance With Me en 1998 ou encore Shaft, en 2000. Elle obtient un petit rôle dans l'adaptation cinématographique d'Hannah Montana.