À côté de son travail journalistique, Willms a fait paraître plusieurs publications historiques scientifiquement étayées qui s'adressent, par leur contenu et par leur style, à un large public. C’est l'histoire de la France qui est le sujet principal de son travail.
Comme auteur
Die Politik der officiers royaux auf den Etats Généraux 1576–1614. Diss. Heidelberg 1975
Nationalismus ohne Nation. Deutsche Geschichte von 1789 bis 1914. Claassen, Düsseldorf 1983, (ISBN3-546-49695-7) Fischer Taschenbuch, Francfort-sur-le-Main 1985, (ISBN3-596-24350-5)
Paris. Hauptstadt Europas 1789–1914. Beck, Munich 1988, (ISBN3-406-33387-7)
Paris. Hauptstadt Europas 1800–1914. Beck, Munich 2000, (ISBN3-406-42170-9) (um das erste Kapitel gekürzte Neuausgabe)
Bismarck – Dämon der Deutschen. Anmerkungen zu einer Legende. Kindler, Munich 1997, (ISBN3-463-40296-3)
Bismarck – Dämon der Deutschen. Anmerkungen zu einer Legende. DTV, Munich 2015, (ISBN978-3-423-34838-6) (Um ein Vorwort ergänzte Neuausgabe)
Napoleon. Verbannung und Verklärung. Droemer, Munich 2000, (ISBN3-426-27210-5)
Die deutsche Krankheit. Eine kurze Geschichte der Gegenwart. Hanser, Munich 2001, (ISBN3-446-20078-9)
Gebrauchsanweisung für Frankreich. Piper, Munich 2005, (ISBN3-492-27544-3)