Из Леопольдинской линии династии Габсбургов.

Родился в 1370. Старший сын австрийского герцога Леопольда III и Виридис Висконти, дочери миланского правителя Бернабо Висконти.

После гибели отца в битве при Земпахе в 1386 Вильгельм унаследовал Штирию, Каринтию, Крайну, Тироль и Переднюю Австрию. Соправителем Вильгельма стал его брат Леопольд IV (1371-1411), однако первое время фактическая власть во владениях Леопольдинской линии принадлежала регенту и опекуну молодых герцогов Альбрехту III из Альбертинской линии габсбургского дома, правившего в собственно герцогстве Австрия.

По достижении соврешеннолетия Вильгельм и Леопольд разделили в 1396 свои наследственные земли: Леопольд IV стал правителем Тироля и Передней Австрии, а Вильгельм получил Штирию, Каринтию и Крайну (так называемую Внутреннюю Австрию). Таким образом некогда единая австрийская монархия была разделена на три части.

Вильгельм известен тем, что предпринял одну из первых громких попыток в габсбургском доме использовать династический брак для существенного расширения своих владений. Позднее практика присоединение земель путём браков стала одним из главных способов роста и укрепления влияния Австрийской монархии в Центральной Европе.

Вильгельм избрал себе в невесты Ядвигу Анжуйскую, младшую дочь Лайоша I Великого, короля Венгрии и Польши. В качестве приданого её отец обещал значительные земельные владения в Венгрии, а кроме того этот брак открывал перед Вильгельмом возможности его избрания в будущем королём Польши или Венгрии. Действительно, после смерти Лайоша Ядвига в 1384 была признана польской королевой. Однако под давлением польских магнатов идея брака с Вильгельмом была отставлена, и она вышла замуж за великого князя Литовского Ягайло.

Потерпев неудачу в проекте польского брака, Вильгельм в 1401 женился на Джованне II (1373-1435), неаполитанской принцессе, будущей королеве Неаполя, также из Анжуйской династии. Однако этот брак был неудачным и не принёс Вильгельму потомства.

После смерти австрийского герцога Альбрехта IV в 1404 Вильгельм вступил в борьбу со своими братьями за право опеки над несовершеннолетним Альбрехтом V и власть в Австрии, но 15.07.1406 неожиданно скончался.