Formou-se em Comunicação Social com ênfase em Propaganda e Publicidade pela Escola de Comunicações e Artes da Universidade de São Paulo (ECA-USP), com o trabalho Agência da casa: o espelho de Vênus. Iniciou a carreira profissional em 1983, como redator publicitário. No ano seguinte, na Rádio USP FM, tornou-se locutor.
Em 1985 começou a trabalhar na TV Bandeirantes SP, como locutor e apresentador. Em junho de 1986, convidado pela TV Globo de São Paulo, transferiu-se para a emissora, onde passou a acumular a função de apresentador com a de editor de uma edição do telejornal local, SPTV.
Em 1988, tornou-se também apresentador do Fantástico. No ano seguinte, transferiu-se para o Rio de Janeiro. Apresentou o Jornal da Globo entre 1989 e 1993 ao lado de Fátima Bernardes, o Jornal Hoje (de que foi editor-chefe entre 1994 e 1996) e, desde abril de 1996, o Jornal Nacional, jornal que apresenta na TV Globo com sua esposa, a jornalista Fátima Bernardes, e cuja chefia assumiu em abril de 1998.
Bonner e Fátima são pais dos trigêmeos Beatriz, Laura e Vinicius, e moram no Rio de Janeiro.
Em setembro de 2009, William lançou o livro Jornal Nacional: Modo de Fazer, lançado em homenagem aos 40 anos do JN, em que ele mostra os bastidores da preparação das edições do telejornal. Apesar de assinado apenas por ele, o livro também traz Fátima Bernardes na capa, junto com Bonner. O apresentador doou todos os seus direitos de autor à Escola de Comunicações e Artes da Universidade de São Paulo (ECA/USP).
Pouco tempo depois do lançamento do livro, Bonner começou a participar da rede de microblogs Twitter, onde é acompanhado atualmente por mais de 2.000.000 de pessoas de vários países.
Em 3 de março de 2010, o apresentador ganhou o Shorty Awards, na categoria jornalismo. Considerado o Oscar do Twitter, o prêmio é concedido aos melhores perfis de usuários, celebridades, atores, ativistas e organizações que habitam o universo do microblog.
Bonner anunciou em 30 de abril de 2010 seu afastamento do Twitter, alegando precisar de mais tempo para cuidar da saúde e de obrigações profissionais, já que se trata de um ano de Copa do Mundo e eleições.
Em 2005, Bonner permitiu que professores universitários da USP acompanhassem a preparação do Jornal Nacional. Durante a ocasião, o apresentador teria comparado os seus telespectadores com o preguiçoso e ignorante Homer Simpson. De acordo, também, com um dos visitantes, durante a seleção de notícias, Bonner descartou uma importante notícia de impacto social e político, envolvendo a Venezuela e os EUA.

Melhores do Ano
Melhor Jornalista
Vencedor
William Bonner
No dia 28 de março de 2010, William ganhou o prêmio de Melhores do Ano na categoria jornalismo. A premiação veio ao ar no programa do Fausto Silva, Domingão do Faustão.