William Atherton s'inscrit en arts dramatiques à la Drama School de Carnegie Tech puis à l'Université Carnegie-Mellon, dont il sort diplômé en 1969. Dès lors, il joue dans de nombreuses pièces de dramaturges de renom, comme David Rabe, John Guare et Arthur Miller. En parallèle de sa carrière sur les planches, le natif d'Orange tente de se faire une place au cinéma.
William trouve son premier rôle dans Les Flics ne dorment pas la nuit en 1972. Deux ans plus tard, il incarne Clovis dans Sugarland Express de Steven Spielberg, le mari de Goldie Hawn qui s'échappe de prison. Il poursuit avec Le Jour du fléau, L'Odyssée du Hindenbourg et À la recherche de Mister Goodbar. Il campe aussi Jime Lloyd dans la mini-série Colorado, en 1978.
Dans les 80's, William Atherton joue plusieurs seconds rôles dans des films souvent connus, comme SOS Fantômes, Profession génie, Sans pitié, Piège de cristal (il y interprète l'insupportable journaliste Richard Thornburg, un personnage qu'il reprend dans 58 minutes pour vivre deux ans plus tard). Côté séries, on le voit dans La Cinquième dimension, Arabesque et Equalizer.
Durant les années 1990 - 2000, William assoit son statut de visage connu du cinéma américain (en privilégiant les personnages arrogants et détestables) grâce à ses prestations dans L'Affaire Pélican, Bio-Dome, Les Seigneurs de Harlem, Mad City, Michael Kael contre la World News Company, The Crow 3, Le Dernier samouraï, Piège au soleil levant ou The Girl Next Door.
Parallèlement, le comédien apparaît dans plusieurs séries, comme Les Nuits de l'étrange, Au-delà du réel, l'aventure continue, The Practice : Bobby Donnell et associés, New York District / New York Police judiciaire, Les Nuits de l'étrange, La Rose noire, Boston Justice, Desperate Housewives, Life, Castle, Numb3rs, Monk, Lost : Les Disparus, Workaholics ou encore Defiance.
Dès les années 2010, il ralentit sa cadence de travail et privilégie les DTV et autres séries B (Clinical, Jersey Shore Shark Attack, etc.).
Laurent Schenck