Syn Edmunda Burroughsa oraz Laury Lee Burroughs. Rodzice prowadzili sklep z antykami, najpierw w St. Louis, a następnie w Palm Beach na Florydzie. Jego dziadek, William Seward Burroughs (I), był znanym wynalazcą; zasłynął znacznym udoskonaleniem bankowej maszyny liczącej i został głównym udziałowcem doskonale prosperującej firmy Burroughs Adding Machine Company.
W latach 1929–1932 przyszły pisarz uczęszczał do szkół John Burroughs School w St. Louis i The Los Alamos Ranch School w Nowym Meksyku. Prowadził wówczas pamiętniki, w których ujawniała się już jego homoseksualna orientacja. Ze szkoły w Los Alamos został wyrzucony za przyjmowanie wodzianu chloralu i wrócił do innej szkoły w St. Louis. W 1932 zdał na Uniwersytet Harvarda na którym studiował literaturę amerykańską do 1936. W tym okresie zapoznał się z kulturą gejowską Nowego Jorku. Wraz ze swoim bogatym przyjacielem, Richardem Sternem, często odwiedzali razem kluby gejowskie w dzielnicach Harlem i Greenwich Village.
Po zakończeniu studiów, wyjechał do Europy. W Wiedniu i Budapeszcie zobaczył na własne oczy życie Europy weimarskiej. W czasie tej podróży Borroughs poznał Niemkę żydowskiego pochodzenia, Ilsę Herzfeld Klapper, z którą następnie ożenił się w Dubrowniku.
W 1938 wznowił studia antropologiczne na Uniwersytecie Cambridge oraz zaczął spotykać się z Kellsem Elvinsem. Razem napisali pierwszą wersję Ostatnich zórz o zmierzchu.
Do września 1949 mieszkał w USA. W Nowym Jorku poznał Allena Ginsberga (1943) i Jacka Kerouaca (1944), a przez nich – Joan Vollmer, z którą zamieszkał w 1945. W 1947 parze urodził się syn, William Seward Burroughs Jr.
W 1946 Burroughs uzależnił się od heroiny, morfiny i alkoholu, od tego momentu był również handlarzem narkotyków. W 1949 pisarz musiał wyjechać do Meksyku, z powodu podejrzeń o posiadanie marihuany. 6 września 1951 w mieście Meksyk doszło do tragedii: w obecności dwóch przyjaciół William zastrzelił Joan, celując z pistoletu do szklanki z ginem, którą Vollmer na jego prośbę umieściła na swojej głowie. Jednak dzięki manipulacjom, jakich dokonał znajomy adwokat i dzięki fałszywym zeznaniom Burroughs wyszedł na wolność po trzynastu dniach aresztu. Po kilku miesiącach pisarz opuścił Meksyk i wyjechał do Ameryki Południowej w poszukiwaniu yage - narkotyku, który miał łagodzić skutki uzależnienia od opium.
W Meksyku powstały dwie powieści Ćpun (Junkie, wydana w 1953 pod pseudonimem William Lee) oraz Pedał (Queer, ukazała się dopiero w 1985).
W 1953 Burroughs przebywał głównie w Kolumbii i Peru. W 1959 wydany został Nagi lunch. Książka powstawała głównie w Tangerze, w którym przebywał w latach 1954–1958. W trylogii tej zastosowana została kolażowa metoda cut-up, zainicjowana wraz z Brionem Gysinem (następnie wspólnie napisali książkę o pisarsko-filozoficznym aspekcie reguły cut-up–The Third Mind (1978)).
W 1969 wydana została książka The Job, zawierająca rozmowy przeprowadzone pomiędzy Burroughsem a francuskim dziennikarzem Danielem Odierem.
Burroughs do końca życia podróżował. Przez dłuższy czas mieszkał w Londynie (1966–73), Nowym Jorku (1974–81) i Lawrence (od 1981 – wówczas na marskość wątroby zmarł jego syn).
W latach siedemdziesiątych Burroughs stał się źródłem inspiracji dla wielu twórców. W Nowym Jorku odwiedzili go między innymi Frank Zappa, Andy Warhol, Lou Reed, David Bowie, David Byrne, Patti Smith i Joe Strummer.
Zmarł na serce 2 sierpnia 1997 w Lawrence.
Wiele fragmentów jego twórczości zawiera elementy autobiograficzne; sam widział swoje dzieła jako jedną, wielką księgę. Współtwórca ruchu znanego jako Beat Generation. [edytuj opis]