Хэлси родился 30 октября 1882 года в городке Элизабет (штат Нью Джерси). Его родителями были морской офицер лейтенант Уильям Ф. Хэлси, закончивший военно-морскую академию в 1873 году, и Энн Брюстер Хэлси, происходившая из семьи одного из первых массачусетских колонистов. У них было двое детей — Вилли и его младшая сестра. Семье приходилось часто переезжать, когда отца переводили на новое место службы. Маленький Вилли всегда хотел стать морским офицером, как его отец. После нескольких неудачных попыток получить место в Аннаполисе, в 1899 году он поступил в университет Вирджинии, надеясь попасть на флот хотя бы в качестве врача. В следующем году он все-таки был зачислен в военно-морскую академию, где играл в футбол и участвовал во всяких кадетских проказах. Он не был усердным учеником и закончил академию в 1904 году сорок третьим в классе из 62 человек. В 1909 году в Норфолке он женился на Фанни Гранди. Сначала она родила ему дочь, а потом и сына. Эта маленькая семья стала источником счастья для него, особенно когда его сын Уильям Ф. Хэлси III тоже поступил служить во флот. К сожалению, накануне Второй Мировой войны у Фанни начались серьезные проблемы с психикой, что серьезно беспокоило адмирала.

Хэлси учили командовать кораблем, и первые 30 лет службы он провел на артиллерийских кораблях, посвятив эти годы не только артиллерии, но даже в большей степени — торпедному оружию. Сначала Хэлси служил на 2 линкорах и канонерке, но потом провел почти 20 лет на эсминцах, отрабатывая торпедные атаки, противолодочные операции и эскортные обязанности. Один год Хэлси послужил старшим помощником на линкоре «Вайоминг». Он получил огромный опыт независимого командования, так как 10 раз (!) командовал собственным эсминцем, 2 раза — дивизионом эсминцев, 1 раз — флотилией эсминцев. Именно в этот период сложился особый стиль руководства Хэлси. Он давно интересовался авиацией и в 1934 году добился разрешения поступить в летную школу, несмотря на не самое лучшее зрение. В следующем году — в возрасте 53 лет! — Хэлси получает крылышки пилота. Его немедленно назначают командиром авианосца «Саратога», и он дальше совершенствует свое тактическое мастерство во время флотских учений 1935 — 37 годов. Хотя сам Хэлси не был талантливым пилотом, он быстро оценил наступательные возможности авианосных самолетов и научился умело их использовать.

Когда в начале 1930-х годов ему пришлось провести по 1 году в морском и армейском колледжах, Хэлси размышлял о проблемах командования. В 1933 году в работе «Взаимоотношения морской стратегии, тактики и руководства во время войны», написанной в военно-морском колледже, он делает вывод:

Вежливый, дружелюбный и популярный капитан, — друзья звали его просто Билл, — Хэлси всегда превращал свои корабли в «счастливые», что было высшей наградой для удачливого капитана. Поэтому нет ничего удивительного, что в 1938 году, получив звание контр-адмирала, Хэлси становится командиром дивизии авианосцев. Он был одним из 5 адмиралов со знаками отличия летчика. Во время маневров 1938 — 40 годов он продолжает совершенствовать свою тактику уже в качестве командира дивизии авианосцев, применяя свои таланты на борту своего флагмана «Йорктауна» и «Саратоги». После этого он прилагал все силы, чтобы командовать кораблями в море, лишь изредка попадая на какие-то береговые должности. Его огромный опыт в середине 1940 года привел его на самую вершину. Хэлси становится вице-адмиралом и командующим Авианосными силами Тихоокеанского флота.

Так как большинство кораблей флота Соединенных Штатов были сосредоточены на Тихом океане, чтобы сдержать японскую агрессию, перед Хэлси была поставлена задача превратить свои 4 авианосца в эффективную составляющую Линейного Флота (увы, пока еще авианосцы придавались линкорам, а не наоборот). Результаты учений прошлых лет привели к резким разногласиям между «линкорными адмиралами» и морскими летчиками относительно тактической роли авианосцев в будущей войне. Во время нескольких учебных атак Пирл-Харбора, Панамского канала и «вражеских» эскадр летчики убедились, что авианосцы должны использовать свою мобильность, действуя отдельно от неуклюжих линкоров. Хэлси не был исключением, он постоянно спорил со сторонниками линкоров, которые стремились привязать авианосцы к «пожилым бегемотам» для защиты последних.

Но Хэлси понимал, что аргументы летчиков будут легковесными до тех пор, пока не появятся улучшенные самолеты, способные увеличить ударную мощь и радиус поражения авианосцев. В июле 1940 года, сразу после назначения на пост командира Авианосных сил, он убеждает контр-адмирала Джона Г. Тауэрса, начальника Бюро Аэронавтики, что его авианосные самолеты «не соответствуют сегодняшнему дню ни качеством, ни числом». Бипланы-истребители Груммана и такие же бомбардировщики были явно устаревшими. Новый торпедоносец Дугласа TBD был в лучшем случае «средненьким». Хэлси требовал новых истребителей-монопланов и бомбардировщиков — истребителя Брюстер F2A «Буффало» и пикировщика Дуглас SBD «Доунтлесс». Хэлси даже предлагал, чтобы фирма Дуглас прекратила выпуск коммерческих авиалайнеров DC-3 в пользу пикировщика SBD. Хэлси очень тревожило небольшое число выпускаемых самолетов, но Тауэрс успокоил его. Готовится выпуск истребителя Грумман F4F «Уайлдкэт», который по всем статьям превосходит «Буффало», а производство «Доунтлессов» увеличивается. Отрабатываются еще более совершенные самолеты. Но такое беспокойство произвело впечатление на начальников Хэлси. Он жаждал драться и побеждать.

Пока не появилось «много самолетов, хороших и разных», Хэлси провел 1940 — 41 годы, отрабатывая тактику действий авианосцев с использованием существующей техники, так как считал войну с Японией лишь вопросом времени. Подбор офицеров штаба может многое рассказать о самом Хэлси. Отвергнув кандидатуры, предложенные ему Бюро Аэронавтики, он выбрал капитана 2 ранга Майлса Р. Браунинга, блестящего авиационного тактика, но едкого и непредсказуемого человека. Хэлси просто не обращал внимания на личные недостатки Браунинга, стараясь использовать незаурядный талант этого офицера. Хэлси был заинтересован в результатах и быстро повысил Браунинга до начальника штаба. Браунинг несомненно был симпатичен Хэлси как боец, похожий на него самого. Пристрастия Хэлси ясно показывают его взаимоотношения с драчунами, вроде Джона С. МакКейна и Фредерика К. Шермана. Несмотря на безрассудство МакКейна и самодовольство Шермана, Хэлси всегда полностью доверял таким людям. Не нужно и говорить, что подобные отношения порождали взаимную верность. Хэлси всегда яростно защищал своих подчиненных, особенно Браунинга, которого позднее удалили из района военных действий за невежливость и некоторые ошибки.

Так как Хэлси считал войну неизбежной, 1 декабря 1941 года он совершил довольно неожиданный и спорный поступок — перевел свой флагманский авианосец «Энтерпрайз» и корабли сопровождения на положение военного времени. Это соединение вышло из Пирл-Харбора, чтобы доставить самолеты морской пехоты на Уэйк. Его инициатива оказалась уместной, так как через 6 дней японцы совершили нападение на Пирл-Харбор. Эскадра Хэлси была послана обшарить район вокруг Гавайев, чтобы попытаться найти японский флот. Боевой дух Хэлси и его предусмотрительность подействовали на оглушенный Тихоокеанский флот подобно живительному эликсиру. Поэтому совершенно естественным было поручить именно Хэлси командовать рейдами авианосцев против японских островных аванпостов — Маршалловых островов, Уэйка и Маркуса, которые были проведены в январе, феврале и марте 1942 года. Командующий силами сопровождения контр-адмирал Рэй Спрюэнс писал своей жене: «Билл Хэлси — великий человек, хорошо служить с ним, особенно в такое время». Через месяц Спрюэнс аплодировал Хэлси как «прекрасному моряку, который наносит удар, как только получает возможность».