William Henry Bragg nasceu em Westward, Cumberland, em 2 de julho de 1862. Ele foi educado na Escola de Gramática Market Harborough e depois no King William’s College, Isle of Man. Eleito bolsista menor do Trinity College, Cambridge, em 1881, estudou matemática com o conhecido professor, Dr. E. J. Routh. Ele foi Terceiro Wrangler na Tripos Matemáticos, Parte I, em junho de 1884, e foi colocado na primeira classe da Parte II, em janeiro seguinte. Ele estudou física no Laboratório Cavendish durante parte de 1885, e no final desse ano foi eleito para a cátedra de Matemática e Física na Universidade de Adelaide, Austrália do Sul. Posteriormente tornou-se sucessivamente Professor Cavendish de Física em Leeds (1909-1915), Professor Quain de Física no University College London (1915-1925), e Professor Fullerian de Química na Royal Institution.
Os seus interesses de pesquisa abraçaram muitos tópicos e ele foi um adepto em pegar um assunto, quase casualmente, dando uma contribuição importante, e depois abandoná-lo novamente. No entanto, o trabalho de Bragg e de seu filho Lawrence em 1913-1914 fundou um novo ramo da ciência de maior importância e significado, a análise da estrutura cristalina por meio de raios X. Se a descoberta fundamental do aspecto ondulatório dos raios X, como evidenciado pela sua difração em cristais, foi devido a von Laue e seus colaboradores, é igualmente verdade que o uso dos raios X como instrumento para a revelação sistemática da forma como os cristais são construídos foi inteiramente devido aos Braggs. Isto foi reconhecido pela atribuição do Prémio Nobel conjuntamente a pai e filho em 1915.
Durante a Primeira Guerra Mundial, Bragg foi encarregado da investigação sobre a detecção e medição de sons subaquáticos em ligação com a localização de submarinos. Foi provavelmente em reconhecimento do seu trabalho, bem como da sua eminência científica, que Bragg foi feito C.B.E. em 1917 e foi nomeado cavaleiro em 1920. A Ordem de Mérito foi seguida em 1931. Depois de ter sido Companheiro desde 1907, foi eleito Presidente da Sociedade Real em 1935.
Foi médico honorário de cerca de dezesseis universidades, e membro das principais sociedades estrangeiras. Muitas outras medalhas e prêmios lhe foram outorgados, entre os quais podemos citar a Medalha Rumford em 1916 e a Medalha Copley (seu prêmio principal) em 1930.
Ele foi autor de muitos livros, incluindo Estudos em Radioatividade; Raios X e Estrutura de Cristal; O Mundo do Som; A Respeito da Natureza das Coisas; Velhos Ofícios e Novos Conhecimentos; Uma Introdução à Análise de Cristal, e O Universo de Luz. Sua recreação favorita foi o golfe.
Em 1889 ele casou-se com Gwendoline Todd, filha de Sir Charles Todd, F.R.S., Carteiro Geral e Astrônomo do Governo da Austrália do Sul. Seu filho William Lawrence Bragg compartilhou o Prêmio Nobel com seu pai.
Depois de uma vida de surpreendente produtividade, Sir William Bragg morreu em 10 de março de 1942.