Wilhelm von Österreich wurde im Jahre 1370 in Wien als erster Sohn von Leopold III. und Viridis Visconti geboren. Nach dem Tode seines Vaters im Jahre 1386 war er Herzog von Österreich. Als im Jahre 1395 sein Onkel Albrecht III. gestorben war, beanspruchte er das gesamte Erbe, wobei er jedoch auf den Widerstand seines Cousins Albrecht IV. stiess. Im Vertrag von Hollenburg an der Donau einigten sich die beiden auf eine gerechte Teilung der Gebiete. Wilhelm erhielt dadurch Innerösterreich (Kärnten, Krain, die Steiermark und die Küstengebiete) und residierte in Graz. Als Albrecht IV. im Jahre 1404 starb, wurde Wilhelm sein Nachfolger in Wien, weil dessen Sohn Albrecht V. noch minderjährig war.
Mit Wilhelms Verlobung mit Hedwig von Polen unternahm das Haus Habsburg einer der frühesten Versuche, durch die berühmte Heiratspolitik das Machtgebiet auszubreiten. Es kam jedoch nicht zur Heirat, sondern die Verlobung wurde gelöst. Stattdessen vermählte sich Wilhelm mit Hedwigs Cousine Johanna von Neapel-Anjou, welche ihm jedoch keine Nachkommen gebar. Wilhelm starb am 15. Juli 1406 in Wien und ruht in der Herzogsgruft im Stephansdom.