Der 1927 in Brooklyn geborene Schauspieler machte bereits im Kindesalter Bühnenerfahrungen an der Seite seiner Schwester Jacqueline Carol. Der Autor Howard Lindsay empfahl dem angehenden Sänger und Tänzer schließlich, ein Studium an der "Northwestern University" in Evanston aufzunehmen. Das Studium der Darstellenden Künste schloss er im Jahr 1949 erfolgreich ab.
In den folgenden 14 Jahren trat William Daniels vor allem am Broadway sowie auf Tourneen auf. Auf der Bühne verkörperte er unter anderem die Charaktere ‚Jimmy Porter' in "Blick zurück im Zorn" und den US-amerikanischen Vizepräsidenten ‚John Adams' in "1776". In dieser Rolle war William Daniels insgesamt 954 Mal zu sehen, und auch in der gleichnamigen Filmfassung des Musicals im Jahr 1972 durfte William Daniels nicht fehlen.
1963 war der Schauspieler erstmalig im Antikriegsfilm "Ladybug Ladybug" zu sehen. Von da an folgten zahlreiche TV- und Kinorollen in seinem Steckbrief. Zwischen 1982 und 1988 wurde er einer breiteren Masse an Zuschauern durch seine Rolle als bissiger, aber sympathischer ‚Dr. Mark Craig' in "Chefarzt Dr. Westphall" bekannt. Für diese Rolle wurde er insgesamt fünf Mal für den "Emmy" nominiert – zwei Mal wurde er mit diesem Preis ausgezeichnet. Weiterhin übernahm er zwischen 1993 und 2000 eine weitere Hauptfigur in der Sitcom "Das Leben und ich".
In den 1990er Jahren engagierte sich der Schauspieler für die "Screen Actors Guild" - die amerikanische Schauspielgewerkschaft. Zwischen 1999 und 2001 hatte er dort sogar den Vorsitz inne. Privat ist der Schauspieler bereits seit 1951 mit Schauspielkollegin Bonnie Bartlett verheiratet. Zusammen haben die beiden zwei Söhne, die als Künstler und Opernsänger auftreten.