พระเจ้าวิลเลียมเกิดที่ฟาแลซ (Falaise) บริเวณนอร์ม็องดี เป็นบุตรชายนอกสมรสและบุตรชายคนเดียวของรอแบร์ที่ 2 ดยุกแห่งนอร์ม็องดีผู้ที่ตั้งให้วิลเลียมเป็นทายาท พระมารดาของวิลเลียมชื่อแอเลวา (Herleva) ชายาลับที่ไม่เคยสมรสกันของดยุกรอแบร์ ต่อมาเธอมีลูกอีกสองคนกับสามีอีกคนหนึ่ง แอเลวาอาจจะเป็นลูกสาวของช่างฟอกหนัง เพราะเมื่อวิลเลียมโตขึ้นศัตรูก็มักจะกล่าวว่าวิลเลียมมีกลิ่นเหม็นเหมือนร้านย้อมหนัง และชาวเมืองอาล็องซง (Alençon) จะแขวนหนังไว้บนกำแพงเมืองเพื่อเป็นการเยาะเย้ยพระเจ้าวิลเลียม

ปีที่ทรงพระราชสมภพอาจจะเป็นปีค.ศ. 1027 หรือ 1028 แต่อาจจะเป็นฤดูใบไม้ร่วงของปีหลัง[4] พระเจ้าวิลเลียมทรงเป็นหลานอาของพระราชืนีเอ็มมาแห่งนอร์ม็องดีผู้เป็นพระมเหสีของสมเด็จพระเจ้าคานูทมหาราช[5]