Ingénieur et journaliste de formation, William Hanna commence sa carrière dans l'animation au début des années 30 pour les studios Harman-Ising (qui avaient créé les fameux Looney Tunes) à Hollywood. Travaillant principalement au département des scénarios, il sera également compositeur.
En 1937, il est engagé par la Metro-Goldwyn-Mayer où il rencontre Joseph Barbera. Les deux hommes s'associent rapidement et vont créer, pour l'atelier de Fred Quimby, plus de cent courts métrages dans lesquels un stupide chat essaye désespérément d'attraper une souris bien plus intelligente et malicieuse que lui... Le duo Tom et Jerry connaîtra un incroyable succès (remportant notammenent pas moins de sept Oscars) et fera la renommée mondiale du duo.
En 1957, suite à la fermeture du département animation de la M.G.M., William Hanna et Joseph Barbera fondent leur propre maison de production, Hanna-Barbera, et se tournent vers la télévision, continuant la saga des Tom et Jerry et créant des personnages aussi célèbres que les Pierrafeu ou Scoubidou, qui seront tous deux adaptés au cinéma avec de "vrais" acteurs. En 1994, les deux complices font d'ailleurs une apparition clin-d'oeil dans La Famille Pierrafeu de Brian Levant.
Dans les années 80, devenus de grands magnats de l'animation, William Hanna et Joseph Barbera adaptent, aussi bien pour le grand écran que pour la télévision, deux bandes dessinées belges, Lucky Luke et Les schtroumpfs. Depuis 1996, la maison de production Hanna-Barbera appartient à Warner Bros.