William Henry Bragg se narodil 2. července 1862 ve Westwardu v Cumberlandu. Vzdělání získal na gymnáziu v Market Harborough a poté na King William’s College na ostrově Man. V roce 1881 byl zvolen menším stipendistou Trinity College v Cambridge a studoval matematiku u známého učitele Dr. E. J. Routha. V červnu 1884 získal třetí místo v matematické zkoušce Tripos, část I, a v lednu následujícího roku se umístil v první třídě v části II. Část roku 1885 studoval fyziku v Cavendishově laboratoři a koncem téhož roku byl zvolen profesorem matematiky a fyziky na univerzitě v Adelaide v Jižní Austrálii. Následně se stal postupně Cavendishovým profesorem fyziky v Leedsu (1909-1915), Quainovým profesorem fyziky na University College v Londýně (1915-1925) a Fullerovým profesorem chemie v Royal Institution.
Jeho badatelské zájmy zahrnovaly velké množství témat a uměl si téměř náhodně vybrat téma, významně k němu přispět a pak ho zase opustit. Nicméně práce Bragga a jeho syna Lawrence v letech 1913-1914 založila nové vědní odvětví největšího významu a důležitosti, analýzu krystalové struktury pomocí rentgenového záření. Jestliže zásadní objev vlnového aspektu rentgenového záření, o němž svědčí jeho difrakce v krystalech, byl zásluhou von Laueho a jeho spolupracovníků, je stejně tak pravda, že použití rentgenového záření jako nástroje pro systematické odhalování způsobu stavby krystalů bylo zcela zásluhou Braggových. To bylo oceněno společným udělením Nobelovy ceny otci a synovi v roce 1915.
Během první světové války byl Bragg pověřen výzkumem detekce a měření podmořských zvuků v souvislosti s lokalizací ponorek. Pravděpodobně jako uznání jeho práce i jeho vědeckého významu byl Braggovi v roce 1917 udělen titul C.B.E. a v roce 1920 byl povýšen do rytířského stavu. Řád za zásluhy následoval v roce 1931. Poté, co byl od roku 1907 členem Královské společnosti, byl v roce 1935 zvolen jejím prezidentem.
Byl čestným doktorem asi šestnácti univerzit a členem předních zahraničních společností. Bylo mu uděleno mnoho dalších medailí a ocenění, z nichž lze zmínit Rumfordovu medaili v roce 1916 a Copleyho medaili (její hlavní ocenění) v roce 1930.
Byl autorem mnoha knih, mimo jiné Studií o radioaktivitě; Rentgenové záření a struktura krystalů; Svět zvuku; O povaze věcí; Stará řemesla a nové poznatky; Úvod do analýzy krystalů a Vesmír světla. Jeho oblíbenou zábavou byl golf.
V roce 1889 se oženil s Gwendoline Toddovou, dcerou sira Charlese Todda, F.R.S., generálního poštmistra a vládního astronoma Jižní Austrálie. Jejich syn William Lawrence Bragg se se svým otcem dělil o Nobelovu cenu.
Po úžasně produktivním životě sir William Bragg zemřel 10. března 1942.