Информации о жизни Вильяма сохранилось немного. Основным источником биографических данных являются его собственные произведения. Дата его рождения определяется приблизительно 1090 годом, основанием этому служит упоминание в сочинении, написанном на смерть Генриха I в 1135 году, о том, что ему сорок лет, и он уже давно занимается историей. Так же, сам Вильям в прологе Третьей книги «Истории английских королей» говорит о своем нормандском происхождении по отцу и англосаксонском — по матери.
В 1105 году он был отдан на обучение в Мальмсберийский монастырь, Уилтшир, в котором получил разностороннее образование, включавшее в себя занятия логикой, медициной и физикой. Особое же внимание Вильям уделял этике и истории. Будучи на протяжении определенного периода жизни библиотекарем монастыря, он имел прекрасную возможность изучать труды древних авторов и собирать материалы о жизни выдающихся деятелей английской истории, что подвигло его на создание собственных исторических сочинений.
По всей видимости, Вильям провёл всю жизнь в Мальмсберийском монастыре, где было написано большинство его произведений, за исключением небольшого периода пребывания в монастыре Гластонбери, об истории которого в 1139 году им была написана книга «О древностях Гластонберийской церкви».
Умер он в 1142 году, вскоре после того как закончил писать третью книгу «Новой истории».
Вильямом Мальмсберийским были написаны порядка двух десятков исторических, агиографических и теологических сочинений. Главными его трудами являются «История английских королей» (лат. «Gesta regum Anglorum») и «Новая история» (лат. «Historia novella»).
Первая редакция «Истории английских королей» увидела свет в 1125 году. Этот монументальный труд, состоящий из пяти книг, описывает историю Англии от последних дней римского владычества над Британией до середины XII века. По сути, это сочинение Вильяма является первым после «Церковной истории народа англов» Беды произведением с непрерывным изложением исторических событий Англии в указанный период.
Первая книга «Истории английских королей» содержит описание событий начавшихся с прибытия англосаксов в Британию и заканчивается правлением Эгберта, объединившего Гептархию в одно королевство. Вторая книга описывает период правления англосаксонской династии. Третья книга посвящена Вильгельму Завоевателю. Четвёртая книга повествует о правлении Вильгельма Рыжего и событиях Первого крестового похода. Пятая книга написана на фактическом материале, современном Вильяму, и посвящена правлению Генриха I.
«Новая история» в трёх книгах является продолжением «Истории английских королей». Основной темой произведения выступает гражданская война между Стефаном Блуасским и Матильдой, дочерью покойного Генриха I. При описании этих событий данные Вильяма поразительно точны, ведь он черпал их непосредственно у высокопоставленных участников этого конфликта.
Многие современные специалисты сходятся в том, что среди современных ему историков Вильяма Мальмсберийского отличал критический подход к подбору источников, его произведения отлучаются скрупулёзностью в отсеве недостоверного материала и стремлением к объективности. Последнее особенно характерно проявилось в «Новой Истории» — неоднократно называя Роберта Глостерского, главного военачальника Матильды в её противостоянии со Стефаном, своим другом и патроном, Вильям, тем не менее, сохраняет нейтральную точку з рения.
Так же труды Вильяма характеризует хороший латинский, раскрашенный многочисленными выдержками из античных и современных ему авторов, речами главных исторических персонажей, народными преданиями и пословицами. Основное место в историческом полотне он отводит выдающимся личностям, описание которых характеризуется глубоким психологическим анализом и отсутствием идеализации. Исторический материал в сочинениях Вильяма представлен с высокой степенью систематизации и попытками выявить объективные причины описываемых событий.
Произведения Вильяма Мальмсберийского были по достоинству оценены его современниками, о чём говорит обилие цитат и ссылок на них в трудах многих его коллег. До настоящего времени «История английских королей» и «Новая история», равно как и другие его произведения, представляют значительный интерес как с точки зрения историографии XII века, так и в качестве источников по истории Англии того времени.