Уильям Уайлер родился 1 июля 1902 года в Мюлуз, Франция. Учился в Высшей коммерческой школе в Лозанне, затем в Парижской консерватории по классу скрипки. После чего по приглашению родственника матери, президента кинокомпании «Universal Pictures» Карла Леммле отправился в Нью-Йорк, где работал рассыльным для Universal. Часть еженедельного дохода должен выплачивать за путешествие.
В 1923 году Уайлер приехал в Лос-Анджелес, где работал на Universal уборщиком павильонов, монтером декораций. К 1925 году стал самым молодым режиссером на студии, снимал короткометражные вестерны. В 1928 году вышел первый его полнометражный фильм «Кто-нибудь из вас видел Келли?». Комедия пользовалась успехом не только в США, но и в Европе.
В первой половине 1930 годов Уильям Уайлер стал одним из самых доходных режиссеров на студии. В 1933 году получил первую режиссерскую категорию и право выбора сценария. Являлся перфекционистом, снимал множество дублей одной сцены, стремясь выверить все до малейшего нюанса, за что получил прозвище «90-дублевый Уайлер».
Во время Второй мировой войны Уайлер служил в Военно-воздушных силах в чине майора. Рискуя жизнью, снял документальный фильм «Мемфис Белль: История летающей крепости». Во время съемок вылетал на настоящие бомбардировки над вражеской территорией. От рева моторов оглох на одно ухо.
В 1943 году за фильм «Миссис Минивер» Уильям Уайлер получил первый Оскар за лучшую режиссуру. Вторую премию «Оскар» получил за те же заслуги в фильме «Лучшие годы нашей жизни» в 1947 году. Третий «Оскар» достался режиссеру в 1960 году за «Бен Гур» - фильм 1959 года. Также снял фильмы «Как украсть миллион», «Римские каникулы», «Коллекционер».
Умер Уильям Уайлер 27 июля 1981 года в Лос-Анджелесе.
1943 - Премия «Оскар» за лучшую режиссуру за фильм «Миссис Минивер»
1947 - Премия «Оскар» за лучшую режиссуру за фильм «Лучшие годы нашей жизни»
1960 - Премия «Оскар» за лучшую режиссуру за фильм «Бен Гур»
1966 - Награда имени Ирвинга Тальберга
1929 - Вымогательство
1930 - Герои ада
1933 - Адвокат
1935 - Добрая фея
1936 - Приди и владей
1936 - Эти трое
1936 - Додсворт
1937 - Тупик
1938 - Иезавель
1939 - Грозовой перевал
1940 - Человек с Запада
1940 - Письмо
1941 - Лисички
1942 - Миссис Минивер
1946 - Лучшие годы нашей жизни
1949 - Наследница
1951 - Детективная история
1952 - Сестра Керри
1953 - Римские каникулы
1955 - Часы отчаяния
1956 - Дружеское увещевание
1958 - Большая страна
1959 - Бен-Гур
1961 - Детский час
1965 - Коллекционер
1966 - Как украсть миллион
1968 - Смешная девчонка
1970 - Освобождение Л. Б. Джонса
Отец - Леопольд, выходец из Швейцарии, был коммивояжером, затем ушёл в галантерейное дело, в котором преуспел
Мать - Мелани, уроженка Германии
Дядя - Карл Ламмле, основатель Universal Pictures
Жена - Маргарет Толличет, актриса. В браке с октябре 1938 года
Пятеро детей