Issu de la Tufts University et de la Juilliard School of Music and Drama de New York, William Hurt entame sa carrière au théâtre.

C'est en 1980 qu'il tient son premier rôle au cinéma dans le fantastique AU-DELÀ DU RÉEL de Ken Russell.

Il précise sa présence dans les polars L'ŒIL DU TÉMOIN (Peter Yates) avec Sigourney Weaver et LA FIÈVRE AU CORPS avec Kathleen Turner signé Lawrence Kasdan (1981), qu'il retrouve pour le générationnel LES COPAINS D'ABORD (1983) et le décapant JE T'AIME À TE TUER (1990).

Il est couvert d'honneurs pour sa composition travestie dans LE BAISER DE LA FEMME ARAIGNÉE (Hector Babenco, 1985) et charme par sa diversité dans LES ENFANTS DU SILENCE (Randa Haines, 1986) avec Marlee Matlin et BROADCASTS NEWS (James L. Brooks, 1987) avec Holly Hunter.

Sur tous les fronts, il varie les genres dans ALICE (Woody Allen, 1990), LA PESTE (Luis Puenzo, 1992), SMOKE (Wayne Wang, 1995), DARK CITY (Alex Proyas, 1998) ou SUNSHINE (Istvan Szabo, 1999) face à Ralph Fiennes.

Outre sa compagne d'un temps Sandrine Bonnaire (CONFIDENCES À UN INCONNU, Georges Bardawil), il séduit à l'écran Juliette Binoche (UN DIVAN À NEW YORK, Chantal Akerman), Charlotte Gainsbourg (JANE EYRE, Franco Zeffirelli) et Catherine Deneuve (AU PLUS PRÈS DU PARADIS, Tonie Marshall, (1994-2002).

Les blockbusters fantastiques réclament sa maturité et son autorité : A.I. INTELLIGENCE ARTIFICIELLE (Steven Spielberg, 2001) et L'INCROYABLE HULK (Louis Leterrier, 2008), tout comme le mystérieux VILLAGE (M. Night Shyamalan, 2004) et l'angoissant A HISTORY OF VIOLENCE (David Cronenberg, 2005) avec Viggo Mortensen.

Solide, il participe à l'aventure politique de SYRIANA (Stephen Gaghan, 2005), affronte Kevin Costner alias MR BROOKS (Bruce A. Evans, 2007) et séduit ses collègues et réalisateurs Robert de Niro (RAISONS D'ÉTAT, 2006) et Sean Penn (INTO THE WILD, 2007).

Maire de New York dans NOISE (Henry Bean, 2009), Président des Etats-Unis dans ANGLES D'ATTAQUE (Pete Travis, 2008), noble épris de pouvoir dans LA COMTESSE (Julie Delpy, 2009), il est chevalier Guillaume le Maréchal dans ROBIN DES BOIS (Ridley Scott, 2010).

Il brille dans la seconde saison de la série à suspense DAMAGES (2009, photo) avec Glenn Close et Rose Byrne, et retrouve Sandrine Bonnaire derrière la caméra qui lui offre le rôle de l'homme à l'abandon de J'ENRAGE DE SON ABSENCE (2012).