Dětství strávil na ostrovech jižního Tichomoří, kde jeho otec pracoval jako úředník Amerického státního departmentu. Po rozvodu rodičů vyrůstal u matky, která se provdala za tiskového magnáta Henryho Luce III. 1968 začal studovat teologii na Tufts University v Bostonu, ale po roce přešel na fakultu dramatického umění.

V hereckém vzdělávání pokračoval v Londýně a od 1972 na Juilliard School v New Yorku. Po třech letech, kdy na motocyklu procestoval USA, se připojil k divadelnímu souboru Oregon Shakespeare Festival, v jehož inscenaci O'Neillova dramatu Cesta dlouhého dne do noci hrál Edmunda Tyrona. Na Broadwayi se objevil ve více než 50 hrách včetně: Jindřich V., 5. července, Hamlet, Richard II, Hurlyburly (nominace na Tony Award), My life (vítěz ceny Obie Award za nejlepší herecký výkon), Midsummer Night’s Dream a Good.

V letech 1976-81 byl členem mimobroadwayského divadla Circle Repertory Company, kde v režii Marshalla Masona vytvořil mj. ústřední party v Hamletovi, v hrách Lanforda Wilsona Pátého července a Corinne Jackerové Můj život, což mu vyneslo cenu Obie 1977. Ve filmu se prosadil hned svou první rolí ambiciózního vědce Eddieho Jessupa, o jehož riskantních pokusech s halucinogeny na lidském vědomí vypráví sci-fi drama Mutace (r. K. Russell).

Popularitu a uznání si vysloužil zejména díky filmům Lawrence Kasdana, v nichž vytvořil plejádu psychicky a citově rozporuplných hrdinů, kteří mají neustálé problémy se ženami: zkorumpovaný advokát Ned Racine v osidlech krásné ženy (Kathleen Turnerová) v kriminálním psychologickém dramatu Žár těla, rozhlasový psycholog Nick poznamenaný drogami a Vietnamem v hořké komedii o setkání někdejších přátel z univerzity Velké rozčarování, introvertní autor cestopisných příruček Macon Leary ve smutné komedii Náhodný turista a narkomanský vrah Harlan James v černé komedii Miluji tě k smrti.

Působivou kreaci, za niž obdržel Oscara 1985, Cenu D. W. Griffithe 1985, Donatellova Davida 1986 a cenu na MFF v Cannes 1985, předvedl v postavě uvězněného homosexuála Luise Moliny, sdílejícího jednu celu s levicovým radikálem (Raul Julia), ve stejnojmenné film. adaptaci románu Manuela Puiga Polibek pavoučí ženy (r. H. Babenco). Mezi kandidáty na Oscara 1986 se dostal za svůj přesvědčivý výkon v úloze učitele internátní školy pro neslyšící Jamese Leedse, který se zde citově sblíží s jednou postiženou dívkou (Marlee Matlinová) a pomůže jí nalézt cestu k lidem, ve film. verzi divadelní hry Marka Medoffa Bohem zapomenuté děti (r. R. Hainesová).

Bezúspěšně se také ucházel o Oscara 1987 rolí ctižádostivého TV hlasatele Toma Grunicka v melodramatu Vysíláme zprávy (r. J. L. Brooks). Na jaře 2000 pobýval v Praze, kde natáčel TV sci-fi seriál podle románu Franka Herberta Duna, v němž ztělesnil Leta Atreidese, a zúčastnil se slavnostního večera udílení Českých lvů v pražské Lucerně. V tomtéž roce Hurt zazářil společně s Ralphem Fiennesem ve filmu Sunshine (režie István Szabó, snímek získal tři ocenění Genie Awards, jedním z nich bylo ocenění za nejlepší film).

V roce 2002 si zahrál ve filmu Tajemství nesmrtelných a krátce se objevil v thrilleru Ironie osudu se Samuelem L. Jacksonem. Představil se také v jedné z hlavních rolí seriálu Master Spy:The Robert Hanssen Story pro CBS. O rok dříve si zahrál v nezávislém snímku Vzácní ptáci a objevil se ve vedlejší roli sci-fi dramatu Stevena Spielberga A.I.: Umělá inteligence.

William Hurt se v roce 2004 objevil ve filmu Vesnice (režie M. Night Shyamalan), kde mu byli partnery Joaquin Phoenix a Sigourney Weaver. O rok později si zahrál ve snímku režiséra David Cronenberga, Dějiny násilí, který byl představen na filmovém festivalu v Cannes 2005 a vyprávějící příběh obyčejné rodiny, jejichž otec spáchá vraždu v sebeobraně. Ve stejném roce byl v Cannes prezentován film The King (režie James Marsh), kde se problematický chlapík (Gael García Bernal), který je propuštěn ze služeb námořnictva, vrací do svého rodného kraje Texasu, kde se pokouší navázat narušený vztah se svým otcem (Wiliam Hurt).

Na podzim 2005 se ještě objevil v politickém thrilleru Syriana, který nahlíží do dravého a zkorumpovaného prostředí světového ropného průmyslu a jehož příběh vzešel z pera scénáristy a režiséra Stephena Gaghana, držitele Oscara za scénář k filmu Traffic: Nadvláda gangů.

V roce 2006 Hurt dokončil produkci filmu Neverwas. Pomocí hvězdného obsazení jako Sir Ian McKellen, Alan Cumming, Nick Nolte and Aaron Eckhart můžeme sledovat příběh absolventa univerzity Yale (Eckhart), který získává práci v ústavu pro mentálně postižené, kde jeho otec-novinář (Nolte) strávil nějaký čas jako pacient. V ústavu se sbližuje s chovancem (McKellen), který mu dokáže spojení jeho otce s neobyčejně úspěšným románem Neverwas.

Objevuje se také na vlnách BBC Radio Four, kde čte z knih, které byly už i zfilmovány (např. Ostrovní zprávy od E. Annie Proulx, Polární expres), či namlouvá komentáře k dokumentům jako Searching for America: The Odyssey of John Dos Pass, Einstein - How I See the World či To Speak the Unspeakable, jehož předloha je prací významného židovského autora Elie Wiesela.

William Hurt byl v letech 1971-81 ženatý s herečkou Mary Beth Hurtovou, pak určitý čas žil s hluchoněmou herečkou Marlee Matlinovou a od 1989 měl za manželku Heidi Hendersonovou. Další jeho životní partnerkou byla francouzská herečka Sandrine Bonnairová.