เจ้าชายวิลเลียมประสูติเมื่อวันที่ 21 มิถุนายน พ.ศ. 2525 ณ โรงพยาบาลเซนต์มารีส์ เขตแพดดิงตัน ทางตะวันตกของกรุงลอนดอน พระบิดาของพระองค์คือเจ้าฟ้าชายชาลส์ เจ้าชายแห่งเวลส์ พระราชอิสริยยศในขณะนั้น ซึ่งเป็นพระราชโอรสพระองค์ใหญ่ในสมเด็จพระราชินีนาถเอลิซาเบธที่ 2 และเจ้าชายฟิลิป ดยุกแห่งเอดินบะระ ส่วนพระมารดาคือเลดีไดอานา สเปนเซอร์ อดีตเจ้าหญิงแห่งเวลส์ ธิดาคนเล็กของจอห์น สเปนเซอร์ เอิร์ลสเปนเซอร์ที่ 8 และฟรานเซส รูธ เบิร์ค-รอช[2] ในฐานะพระราชนัดดาในพระประมุขแห่งอังกฤษและพระโอรสของเจ้าชายแห่งเวลส์ เจ้าชายทรงดำรงพระอิสริยยศ เจ้าชายวิลเลียมแห่งเวลส์ (His Royal Highness Prince William of Wales) ทรงมีหมายเลขบัตรประชาชน คือ I00000172[4]

วิลเลียมรับบัพติศมาจากศาสนาจารย์ ดร.โรเบิร์ต รันซี อาร์ชบิชอปแห่งแคนเทอร์เบอรีในขณะนั้น เมื่อวันที่ 4 สิงหาคม พ.ศ. 2525 ณ ห้องทรงดนตรี พระราชวังบักกิงแฮม อันเป็นวันคล้ายวันพระราชสมภพของสมเด็จพระราชินีเอลิซาเบธ พระราชชนนี พระปัยยิกา (ย่าทวด) ของพระองค์พระชนมายุครบ 82 พรรษา โดยมีพระบิดาและพระมารดาอุปถัมภ์คือสมเด็จพระราชาธิบดีคอนสแตนตินที่ 2 แห่งกรีซ เซอร์ ลอเรนซ์ ฟอน แดร์ โพสต์ เจ้าหญิงอเล็กซานดรา ดัชเชสแห่งเวสต์มินสเตอร์ ลอร์ดบราเบิร์น และเลดี้ ซูซาน ฮูสซีย์[5]

วิลเลียมทรงสืบเชื้อสายมาจากพระเจ้าชาลส์ที่ 2 และพระเจ้าเจมส์ที่ 2 ผ่านทางพระอัยกาฝ่ายพระมารดา เมื่อพระองค์ได้เสวยราชสมบัติเป็นกษัตริย์ จะทรงเป็นประมุขพระองค์แรกนับตั้งแต่สมเด็จพระราชินีนาถแอนน์ที่สืบเชื้อสายมาจากพระเจ้าชาลส์ที่ 1

เมื่อครั้นยังทรงพระเยาว์ วิลเลียมมีพระนามเรียกเล่นว่า "วอมแบ็ต" (มาร์ซูเปียเลียในออสเตรเลีย) หรือ"วิลส์" (ชื่อย่อของ "วิลเลียม" ในภาษาอังกฤษ) และมีพระอนุชาหนึ่งพระองค์คือเจ้าชายแฮร์รี ซึ่งประสูติตามหลังพระองค์ 2 ปี

เจ้าชายวิลเลียมเคยทูลพระมารดา (เจ้าหญิงไดอานา) ว่าพระองค์อยากเป็นตำรวจเมื่อพระองค์โตขึ้น เพื่อที่จะได้ปกป้องพระมารดาของพระองค์ แต่พระอนุชา (เจ้าชายแฮร์รี่) กลับบอกพระองค์ว่า "พี่เป็นมิได้หรอก พี่จะต้องเป็นกษัตริย์"[6] การปรากฏตัวของพระองค์ต่อหน้าสาธารณชนครั้งแรกคือเมื่อวันที่ 1 มีนาคม พ.ศ. 2534 (วันเซนต์เดวิดส์) ในระหว่างการเสด็จเยี่ยมเมืองคาร์ดิฟฟ์ แคว้นเวลส์ กับพระบิดาและพระมารดา หลังจากที่พระองค์เสด็จถึงแคว้นเวลส์ พระองค์เสด็จต่อไปที่มหาวิหารลันดาฟฟ์ พระองค์ทรงลงพระนามในสมุดบันทึกผู้เดินทาง ซึ่งเป็นที่ปรากฏว่าทรงใช้พระหัตถ์ด้านซ้ายเขียนหนังสือ

วันที่ 3 มิถุนายนของปีเดียวกัน วิลเลียมทรงถูกส่งไปยังโรงพยาบาลรอยัลเบิร์กเชอร์ หลังจากที่ทรงถูกตีที่พระนลาฏ อย่างไรก็ตามพระองค์มิได้ทรงหมดสติ แต่มีรอยร้าวที่พระเศียรของพระองค์ และทรงเข้ารักษาพระวรกายที่โรงพยาบาลเกรตออร์มอนด์สตรีท โดยมีผลให้ทรงมีแผลนั้นตลอดพระชนม์ชีพ[7]

ในปี 2554 เจ้าชายวิลเลียมได้รับสถาปนาเป็นดยุกแห่งเคมบริดจ์ก่อนการเสกสมรสกับเคท มิดเดิลตัน เจ้าชายวิลเลียมทรงเป็นดยุกแห่งรอธซีและดยุกแห่งคอร์นวอลล์ภายหลังการเสด็จขึ้นครองราชย์ของพระเจ้าชาลส์ที่ 3 พระบิดาของพระองค์เมื่อวันที่ 8 กันยายน พ.ศ. 2565 ในวันต่อมา พระองค์ได้รับการสถาปนาให้เป็นเจ้าชายแห่งเวลส์และเอิร์ลแห่งเชสเตอร์ พระอิสริยยศซึ่งสงวนไว้สำหรับ รัชทายาทผู้มีสิทธิโดยตรง ของพระมหากษัตริย์ที่ครองราชย์ และเคทยังได้รับแต่งตั้งให้เป็นเจ้าหญิงแห่งเวลส์ในระหว่างการพระราชทานพระราชดำรัสเป็นครั้งแรกของพระเจ้าชาลส์ที่ 3 แก่ประชาชน[8] ทั้ง 2 พระองค์มีพระโอรส-ธิดา 3 พระองค์คือ เจ้าชายจอร์จ, เจ้าหญิงชาร์ลอตต์ และ เจ้าชายหลุยส์