Мореплаватель появился на свет 24 сентября 1564 года в Джиллингеме, Кент, Англия. Он потерял отца, когда ему было 12 лет, и учился судостроению у мастера Николаса Диггинса, а также получил знания в сфере астрономии и навигации в течение следующих двенадцати лет.
После завершения обучения, поступил в Королевский флот, где помогал сэру Фрэнсису Дрейку. В 1588 году Уильям стал капитаном корабля британского флота. Позже участвовал в экспедиции в Арктику. В 1598 году он был назначен лоцманом-майором флота и отправился на Дальний Восток. Флот состоял из нескольких суден, которые направились к побережью Гвинеи в Западной Африке, где напали на остров Аннобон в поисках припасов, а затем двинулись дальше. Но плохая погода помешала их путешествию, и только три корабля из пяти добрались до Магелланова пролива. Судно Адамса ждало остальные корабли до весны 1599 года, но из двух кораблей, которые пережили катастрофу, к ним присоединился только один. Оба судна затем отплыли на запад в Японию, но зимой 1600 года «Хоп» также пострадал от тайфуна вместе со всей командой. В апреле 1600 года был брошен якорь у острова Кюсю на юге Японии. Экипаж заключили в тюрьму по приказу сёгуна. Находясь там, сам Адамс несколько раз встречался с Токугавой и сталкивался с вопросами о его навыках и множеством других тем. Сёгун был впечатлен познаниями Уильяма в области строительства кораблей и математики. В 1604 году он приказал ему помочь в строительстве первого японского корабля по западному образцу. Британский мореплаватель руководил производством, и судно увидело свет в гавани Ито на востоке Идзу. После строительства он стал одним из главных торговых советников и дипломатом Японии. Работая советником, этот человек призывал голландских и английских торговцев приезжать в Японию, а затем руководил созданием Ост-Индской компании. Ему предоставили хороший доход, дорогое поместье и армию рабов, которые работали под его началом. Хотя торговля на японском рынке оказалась не очень прибыльной, он стал сотрудником Ост-Индской компании с годовой зарплатой в 100 английских фунтов. С 1614 по 1619 год также предпринял несколько экспедиций по Юго-Восточной Азии.
Судостроитель был женат на англичанке и имел детей до отъезда в экспедицию на Дальний Восток. Но он не смог связаться со своей семьей, поскольку японский правитель запретил ему покидать страну. Каким-то образом ему удавалось посылать супруге регулярные выплаты после 1613 года через английскую и голландскую компании. Позже Адамс женился на японке, дочери дорожного чиновника. У пары родились сын Джозеф и дочь Сусанна. Уильям покинул наш мир 16 мая 1620 года в Хирадо, к северу от Нагасаки, и был там похоронен.