Depois de surgir bem no Grêmio Prudente e de passar pelo São Paulo conquistando a Copa Sul-Americana de 2012, o atacante Willian José chegou a Porto Alegre como uma aposta de gols para a disputa da Libertadores de 2013.
Fez sua estreia contra a LDU, do Equador, na partida que selou a classificação do Grêmio para a fase de grupos daquele ano. No entanto, sua trajetória no Tricolor não durou muito tempo, foram menos de cinco meses, nove jogos e apenas três gols. Passagem discreta.
Nos últimos seis meses de 2013, Willian José jogou no Santos, onde não fez muito mais do que no Grêmio — 25 jogos e cinco gols. No final daquele ano, estava de mudança para Madrid, para defender o Real Madrid Castilla, espécie de time B dos merengues. Ali, começou a mostrar seu futebol no continente europeu.
Chegou, inclusive, a atuar pelo time principal do Real, na derrota para o Celta de Vigo por 2 a 0 na penúltima rodada do campeonato espanhol da temporada 2013/2014. Ainda passou pelo Zaragoza e chamou mais atenção em sua passagem nos Las Palmas, sendo contratado pelo Real Sociedad.
Desde 2016 em San Sebastian, o atacante virou um dos principais jogadores do time e começou a ser especulado em equipes como o Barcelona, o Tottenham e o próprio Real Madrid. Há quatro temporadas na equipe espanhola, já são 54 gols em 138 partidas.
Com passagem pela seleção sub-20 anteriormente, Willian José voltou a ser convocado apenas em 2018 pelo técnico Tite para dois amistosos, mas não entrou em campo. No final da temporada passada estava avaliado em 30 milhões de euros.
