Le Pic de Williamson a une histoire particulière, puisque les deux sexes ont, pendant une vingtaine d'années, été considérés comme deux espèces différentes:
la femelle a été décrite, comme un mâle, sous le nom Melanerpes thyroideus (Pic à poitrine noire) par John Cassin en 1852; l'espèce a ensuite été transférée dans le genre Picus, puis dans le genre Sphyrapicus;
le mâle, découvert par John Newberry en 1857, été décrit par celui-ci sous le nom de Picus williamsonii (Pic de Williamson), puis l'espèce a été transférée dans le genre Sphyrapicus;
en 1874, Henry Henshaw a pu observer un couple d'oiseaux et constater qu'il s'agissait d'une seule espèce qui a conservé le nom de Sphyrapicus thyroideus,.
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