William chào đời vào rạng sáng ngày 21 tháng 8 năm 1765 tại Buckingham House, là hoàng tử thứ ba của vua vua George III với Vương hậu Charlotte.[3] Trên ông là hai hoàng huynh, George và Frederick, do đó ông không có nhiều cơ hội bước lên ngai vàng. Ông được rửa tội tại Đại sảnh của Cung điện St James ngày 20 tháng 9 năm 1765. Những người đỡ đầu của ông bao gồm các hoàng thúc, Công tước Gloucester và Hoàng tử Henry (về sau là Công tước Cumberland), và các hoàng cô, Công chúa Augusta, sau đó là nữ công tước thừa kế của Brunswick-Wolfenbüttel.[4]

Phần lớn thời thơ ấu ông sống tại Richmond và Cung điện Kew, nơi ông được giáo dục bởi các gia sư.[5] Năm lên 13, ông tham gia vào Hải quân hoàng gia với cương vị chuẩn úy hải quân,[6] và có mặt tại trận chiến Cape St Vincent năm 1780.[7] Những kinh nghiệm học được khi tham gia hải quân của ông dường như có không nhiều khác biệt so với các chuẩn úy khác, mặc dù có điểm trái ngược với họ là ông thường được đi kèm bởi một người giám hộ. Ông được chia nhiệm vụ nấu ăn[8] và từng bị bắt cùng với một thủy thủ chung tàu sau vụ ẩu đả vì say rượu ở Gibraltar; ông được lập tức thả ra khỏi nhà giam sau khi danh tính của ông được người ta biết tới.[9]

Ông phục vụ tại New York trong thời kì Chiến tranh giành độc lập Bắc Mỹ. Trong khi Williamở Mỹ, George Washington đã phê chuẩn một âm mưu bắt có ông, viết rằng: "Lòng nhiệt tình đến táo bạo rất dễ thấy được trong kế hoạch của anh sẽ gây bất ngờ cho bọn chúng và (anh) sẽ được khen ngợi vì công lao bắt được Hoàng tử William Henry và Đô đốc Digby; và anh sẽ được sự ủy quyền của tôi để thực hiện việc này bằng bất cứ cách nào, và tại bất cứ thời điểm nào, theo sự phán đoán của anh. Tôi thực sự bị thuyết phục hoàn toàn, rằng không cần thiết để cảnh cáo anh chống lại sự xúc phạm hay sỉ nhục đối với bản thân Hoàng tử hay Đô đốc..."[10] Kế hoạch rốt cục không thành công; người Anh biết được thông tin và cử người bí mật bảo vệ William, khi đó ông đang đi bộ vòng quanh New York mà không có ai hộ ống.[11]

Ông được thăng làm trung úy năm 1785 và đại úy của HMS Pegasus và năm sau.[12] Cuối năm 1786, ông đóng quân ở Tây Ấn thuộc quyền quản lý của Horatio Nelson, người viết về William như sau: "Trong sự chuyên nghiệp của anh ta, anh ta đứng trên hai phần ba, tôi chắc chắn, số người trong danh sách hải quân; và trong tư thế trang nghiêm đúng nội quy và sự kính trọng của anh ta đối với sĩ quan cấp trên, tôi hầu như không thể sánh bằng."[13] Hai người là bạn thân của nhau, và cùng ăn tối hầu như hàng đêm. Tại lễ cưới của Nelson, William khăng khăng đòi hộ tống cô dâu.[14] Ông được chỉ huy con tàu khu trục HMS Andromeda năm 1788, và được thăng hậu đô đốc chỉ huy HMS Valiant vào năm sau.[15]

William tìm cách để được trở thành một công tước như hai hoàng huynh của ông, và nhận được một khoản trợ cấp từ Nghị viện tương tự họ, nhưng phụ hoàng của ông không muốn như vậy. Để gây áp lực, William đe dọa đứng về phía phe đối lập trong Viện Thứ dân trong cuộc bầu cử ở Devon. Lo sợ trước viễn cảnh con trai mình nói xấu mình với những người bỏ phiếu, George III tấn phong ông làm Công tước Clarence và St Andrews và Bá tước Munster ngày 16 tháng 5 năm 1789,[16] nói rằng: "Tôi cũng biết đó là một lá phiếu khác cho phe đối lập."[17] Quan điểm chính trị William thường mâu thuẫn, giống như nhiều chính khách thời điểm đó, có thể không hoàn toàn ủng hộ một đảng duy nhất. Ông công khai liên minh với đảng Whigs cũng như anh trai ong George, Hoàng tử xứ Wales, và Frederick, Công tước York, những người nổi tiếng với sự xung đột về quan điểm chính trị với phụ thân họ.[18]