William Shatner commence ses études à l'école Willingdon puis à Notre-Dame-De-Grâce. C'est d'ailleurs dans ce dernier établissement que l'un des bâtiments porte son nom.
Il s'est ensuite démarqué au Stratford Ontario Festival (Festival de Stratford du Canada) où il y a fait une interprétation shakespearienne.
Il a fait ses débuts à la télévision en tant que Ranger Bill et au cinéma dans Les Frères Karamazov.
Shatner obtient aussi ses premiers succès au théâtre puis à la télévision dans des séries comme Alfred Hitchcock présente, La Quatrième Dimension, Au-delà du réel et Le Fugitif.
Pour l'épisode pilote de Star Trek, The Cage, le capitaine de l'USS Enterprise est Christopher Pike, interprété par Jeffrey Hunter. Celui-ci refusa de reprendre le rôle pour le second pilote (Où l'homme dépasse l'homme / Where no man has gone before). William Shatner, déjà présent dans quelques séries SF, hérita du rôle du capitaine rebaptisé James T. Kirk. Il joua également le rôle du frère de Kirk, George Samuel (La lumière qui tue/Operation : annihilate!).
Après Star Trek, il a mis longtemps à retrouver un rôle parce qu'on l'associait trop fortement à son personnage de James T. Kirk. C'est après le tournage du premier film de cette série Star Trek: The Motion Picture qu'il sera de retour.
On le retrouve toujours à la télévision (notamment La Côte sauvage et Hooker), au théâtre, mais aussi au cinéma. Il est le héros des six premiers films issus de la série TV Star Trek, ainsi que du septième film, Generations, qui fait la liaison entre les deux séries. Le cinquième opus Star Trek L'ultime frontière est co-écrit et réalisé par Shatner.
Ses rôles les plus récents furent tenus dans les longs métrages : Osmosis Jones, American Psycho 2, Showtime, Dodgeball. Il a été à l'affiche de Miss FBI en 2005. Il est aussi l'excentrique Denny Crane dans Justice à Boston depuis 2004 et il fait une voix dans Over the Egde, un film d'animation .
Il a remporté deux Emmy Awards et un Golden Globe pour son rôle dans Justice à Boston.
Depuis novembre 2006, il a accepté d'animer le spectacle télévisé Show me the money diffusé par le réseau ABC.
Il a également fait des apparitions dans le show TV de la WWE Monday Night Raw. Il a lors de la cérémonie du "WWE Hall of Fame 2007" intronisé Jerry "the King" Lawler. Il est actuellement en couple, bien qu'il ait eu trois épouses par le passé.
Le 1 février 2010, il a été le guest host de la WWE Monday Night Raw.
