William Henry Bragg föddes i Westward, Cumberland, den 2 juli 1862. Han fick sin utbildning vid Market Harborough Grammar School och därefter vid King William’s College, Isle of Man. Han valdes till minor scholar vid Trinity College i Cambridge 1881 och studerade matematik för den välkände läraren Dr. E. J. Routh. I juni 1884 var han tredje bästa i Mathematical Tripos, del I, och i januari följande år placerades han i första klassen i del II. Han studerade fysik vid Cavendish Laboratory under en del av 1885, och i slutet av det året valdes han till professor i matematik och fysik vid universitetet i Adelaide, södra Australien. Därefter blev han successivt Cavendish-professor i fysik i Leeds (1909-1915), Quain-professor i fysik vid University College London (1915-1925) och Fullerian-professor i kemi vid Royal Institution.
Hans forskningsintressen omfattade ett stort antal ämnen och han var skicklig på att ta upp ett ämne, nästan i förbigående, ge ett viktigt bidrag och sedan släppa det igen. Braggs och hans son Lawrence arbete 1913-1914 grundade dock en ny vetenskapsgren av största vikt och betydelse, nämligen analysen av kristallstrukturer med hjälp av röntgenstrålar. Om den grundläggande upptäckten av röntgenstrålarnas vågaspekt, som framgår av deras diffraktion i kristaller, berodde på von Laue och hans medarbetare, är det lika sant att användningen av röntgenstrålar som ett instrument för att systematiskt avslöja hur kristaller är uppbyggda helt och hållet berodde på Braggs. Detta erkändes genom att Nobelpriset tilldelades far och son gemensamt 1915.
Under första världskriget fick Bragg ansvaret för forskning om upptäckt och mätning av undervattensljud i samband med lokalisering av ubåtar. Det var förmodligen som ett erkännande av hans arbete, liksom av hans vetenskapliga framstående ställning, som Bragg utnämndes till C.B.E. 1917 och adlades 1920. Order of Merit följde 1931. Efter att ha varit Fellow sedan 1907 valdes han 1935 till ordförande för Royal Society.
Han var hedersdoktor vid cirka sexton universitet och medlem i de ledande utländska sällskapen. Många andra medaljer och utmärkelser tilldelades honom, bland vilka kan nämnas Rumfordmedaljen 1916 och Copleymedaljen (dess främsta utmärkelse) 1930.
Han var författare till många böcker, bland annat Studies in Radioactivity; X-Rays and Crystal Structure; The World of Sound; Concerning the Nature of Things; Old Trades and New Knowledge; An Introduction to Crystal Analysis, och The Universe of Light. Hans favoritsysselsättning var golf.
1889 gifte han sig med Gwendoline Todd, dotter till Sir Charles Todd, F.R.S., generalpostmästare och regeringsastronom i södra Australien. Deras son William Lawrence Bragg delade Nobelpriset med sin far.
Efter ett liv av häpnadsväckande produktivitet dog Sir William Bragg den 10 mars 1942.