Um início tenso para o jogo posterior no Crucible foi repleto de erros e foi uma rotina negra falhada por Williams no oitavo quadro que permitiu a Trump estabelecer uma vantagem saudável durante a noite.
O número um do mundo produziu a sua pior sessão do torneio até ao momento, mas terminou em força, mesmo que por vezes tenha tido sorte contra o seu adversário de 50 anos do País de Gales.
O tricampeão mundial Williams tinha empatado a 2-2 ao intervalo depois de ter feito um break de 116 e a montanha russa continuou com vários erros quando o resultado passou para 3-3.
Trump ganhou um sétimo frame muito disputado e quando Williams falhou uma preta fácil no oitavo, o inglês aproveitou para fazer um break de 109 que o levou a uma vantagem de dois frames.
Antes, O'Sullivan e o primeiro semifinalista Zhao dividiram os despojos numa sessão de abertura emocionante, empatando em 4-4.
O pedigree e a experiência de O'Sullivan no grande palco não dissuadiram Zhao, que assumiu uma vantagem de 2-0 e depois terminou de forma impressionante com uma quebra de 86 para deixar as coisas empatadas após a primeira parte da sua melhor de 33.
O'Sullivan ganhou três frames seguidos e, a certa altura, impediu o seu adversário de registar um ponto durante quase 34 minutos.
Zhao, que está a jogar como amador enquanto continua o seu regresso após uma proibição de 20 meses, por envolvimento num escândalo de apostas, instalou-se rapidamente no seu trabalho ao ganhar os dois primeiros quadros com o mínimo de confusão.
O'Sullivan recuperou o ímpeto para liderar por 3-2 antes de Zhao empatar novamente.
Ambos os jogadores guardaram o seu melhor para o fim, com O'Sullivan a recuperar a vantagem com um break de 82, antes de Zhao ripostar com 86.