William Wilberforce chào đời ở Hull ngày 24 tháng 8 năm 1759, là con trai của Robert và Elizabeth Wilberforce. Robert Wilberforce (1728–1768) là một thương gia giàu có. Cha của Robert, William (1690–1776) gây dựng cơ nghiệp qua giao thương đường biển với các nước vùng biển Baltic,[2] hai con trai sinh đôi của ông đều từng là thị trưởng thành phố Hull.[3]

Wilberforce là một cậu bé nhỏ thó, mảnh mai, dễ mắc bệnh, và thị lực kém.[4] Năm 1767, cậu đến học tại Trường Tiểu học Hull.[5] Hiệu trưởng Joseph Milner là một nhà giáo trẻ tuổi và năng động, không khí thân thiện của ngôi trường đã giúp ích cho việc phát triển trí tuệ và thể chất của Wilberforce. Khi cha qua đời năm 1768, cậu bé Wilberforce chín tuổi về sống với chú và cô trong những ngôi nhà tọa lạc ở St James Place, London, và Wimbledon, lúc ấy cách London khoảng 7 dặm (11 km) về hướng tây nam. Cậu đến học ở một trường nội trú tại Putney trong hai năm, và thường về Wimbledon trong các kỳ nghỉ. Không khí gia đình tại đây giúp phát triển tình cảm nồng thắm cậu dành cho những người họ hàng,[6] cũng là lúc niềm tin Cơ Đốc theo trào lưu Tin Lành được gieo mầm trong lòng cậu qua ảnh hưởng của những người này, nhất là cô Hannah, chị của một thương gia giàu có tên John Thornton, bà cũng là người ủng hộ nhà thuyết giáo hàng đầu của Phong trào Giám Lý George Whitefield.[7]

Là tín hữu Anh giáo sùng tín, ông nội và mẹ, do lo ngại những ảnh hưởng của giáo huấn Giám Lý trên cậu bé, qưyết định đem cậu về Hull năm 1771. Wilberforce đến học tại Trường Pocklington gần nhà từ năm 1771 đến 1776.[8][9] Ảnh hưởng của đức tin Giám Lý giảm dần, và cậu khởi sự tham gia tích cực vào đời sống xã hội ở Hull, cậu đến nhà hát, phòng khiêu vũ, và bắt đầu chơi bài.[10]

Tháng 10 năm 1776, lúc 17 tuổi, Wilberforce theo học tại Trường St John, Đại học Cambridge.[11] Hai cái chết liên tiếp của ông nội và chú trong năm 1776 và 1777 để lại cho chàng trai trẻ Wilberforce một tài sản kết sù mà không có ai giám sát.[12] Hậu quả là Wilberforce lao đầu vào các cuộc vui chơi với bạn bè sinh viên, cờ bạc, và những cuộc rượu thâu đêm suốt sáng,[13][14] mà không mấy quan tâm đến chuyện học hành.[11][12] Thông minh, hào phóng, và xuất sắc trong tranh luận là những yếu tố giúp Wilberforce trở thành một chàng trai được ưa thích. Cậu kết bạn với nhiều người, trong số đó có những tình bạn lâu dài như trường hợp của William Pitt, người sau này trở thành Thủ tướng Anh.[14][15] Dù sống trác táng và không chăm chỉ trong học tập, Wilberforce vẫn qua được các kỳ thi,[16] và nhận văn bằng cử nhân năm 1781, rồi thạc sĩ năm 1788.[7]