William James nasceu em Nova York a 11 de janeiro de 1842. Filho de uma família rica, tanto William quanto seu irmão, o escritor Henry James, receberam uma educação ampla e liberal em sua cidade natal e em diversos países europeus. Em 1865, participou da expedição Thayer à Amazônia brasileira, como assistente do naturalista Louis Agassiz. Estudou fisiologia na Universidade de Berlim (1867-1868) e, em 1869, obteve o grau de doutor em medicina pela Universidade de Harvard. Iniciou sua carreira de professor, em 1872, como instrutor de fisiologia do Harvard College, e começou a cristalizar seu interesse pela psicologia e pela filosofia. Em 1889 passou a professor de psicologia -- não a psicologia tradicional, mas no sentido fisiológico.

Em 1890 publicou seu trabalho The Principles of Psychology (Princípios de psicologia), reconhecido como totalmente inovador, no qual compara a ciência da mente às disciplinas biológicas e considera a consciência como um estado de adaptação da espécie. A tese fundamental de James, de que existe uma relação causal entre os fenômenos psíquicos e as sensações nervosas foi vulgarizada por meio da fórmula de que são as perturbações viscerais que originam os estados emocionais e não o inverso, como se sustentava tradicionalmente. Sua teoria das emoções expressa-se na frase: "Alguém está triste porque chora, e não chora porque está triste".

Mais tarde James se dedicou à elaboração de sua filosofia pragmática, iniciada por seu compatriota Charles Sanders Peirce e inspirada no empirismo e utilitarismo britânicos. Em sua opinião, todo conceito se fundamenta na experiência, e tem um fim, uma utilidade. A verdade seria "a conveniência de uma proposição". Nesse sentido, segundo afirmou em The Varieties of Religious Experience (1902; As variedades da experiência religiosa), as idéias metafísicas e religiosas seriam válidas enquanto satisfizessem determinadas necessidades sociais. Denominou essa postura "teísmo pragmático".

Seu sistema filosófico encontrou plena expressão em A Pluralistic Universe (1909; Um universo pluralístico), explanação do método indutivo e de uma concepção aberta e dinâmica da realidade física. William James morreu a 26 de agosto de 1910 em Chocorua, New Hampshire, Estados Unidos.