Conosciuto per la sua velocità e forza malgrado la piccola statutra, Willis fu uno dei difensori più dominanti del football professionistico tra gli anni quaranta e l'inizio degli anni cinquanta. Fu inserito nella formazione ideale della stagioneAll-Pro in ogni annata della sua carriera e fu convocato per ilPro Bowl in tre delle quattro stagioni disputate nella NFL. Le sue tecniche e il suo stile di gioco furono emulati dalle altre squadra e la sua versatilità sia comepass-rusher che come marcatore contribuirono a sviluppare il ruolo dilinebacker com'è inteso ai giorni nostri. Quando si ritirò, il leggendario allenatore di ClevelandPaul Brown lo definì "uno dei migliori uomini della linea difensiva della storia del football". Willis fu anche uno dei primi due giocatori afroamericani (insieme aMarion Motley, sempre dei Browns) della storia moderna del football, un anno prima cheJackie Robinson rompesse le barriere razziali nellaMajor League Baseball firmando coiBrooklyn Dodgers.
Dopo vinto il campionatoNCAA con gli Ohio State Buckeyes nel 1942, il primo della storia dell'istituto, Willis firmò coi Browns della nuova AAFC, vincendo tutti i campionati disputati dalla lega dal 1946 al 1949, prima che i Browns confluissero nella più stabile NFL. Nella nuova lega, Willis e i Browns continuarono i loro successi, vincendo il campionato del 1950. Bill si ritirò dopo la stagione 1953.