영국 에섹스 주 블랙모어 엔드에서 영국국교회 목사의 12남매 중 둘째로 태어났다. 아버지의 부임지가 주로 아일랜드의 한적한 해안 지방이었으므로, 오지의 황량하고 아름다운 자연은 어린 윌리엄의 마음에 강렬한 인상을 남겼고, 당시의 경험은 소설 『이계의 집』의 배경 설정에 고스란히 반영되었다.
1891년에 학교를 그만두고 외항선 견습 선원이 되었다. 이때 거친 직속 상사들의 폭력에 맞서기 위해서 보디빌딩에 열중한 덕에, 22세에는 랭커셔 주의 블랙번에서 청년들에게 보디빌딩 기술을 전수하는 'W. H. 호지슨의 육체 단련 학교'를 열어 상당한 성공을 거둔다.
보디빌딩 전문 잡지의 정기적인 기고자로서 상당한 경험을 쌓은 호지슨은 1904년에 단편인 「The Goddess of Death」를, 1905년에는 「A Tropical Horror」를 발표함으로써 전업 작가로서의 첫발을 내딛는다. 후속작인 「A Tropical Horror」는 항해사 시절의 경험을 살려 쓴 본격 해양 모험소설이었다. 이후 10년 남짓한 기간에 100여 편에 달하는 호러 및 환상 단편들을 써서 미국과 영국의 잡지에 발표했다.
그러나 상당한 인기를 구가하던 호러 단편들과는 달리 호지슨의 야심적인 장편 창작 시도는 상업적인 실패로 끝났고, 악화된 경제 사정을 호전시킬 목적으로 펄프지에 적극적으로 호러 단편들을 기고하기 시작했다, 오컬트 탐정의 효시가 된 <유령 사냥꾼 카낙키>(1910-1912) 연작은 바로 이 시기에 쓰였다.
1912년에 결혼을 하고는 프랑스 남동부의 코트 다쥐르에서 지냈으나, 1914년에 제1차 세계대전이 나자 아내와 함께 영국으로 돌아가서 런던 대학의 장교 훈련단에 자원 입대한다. 처절한 전쟁이 막바지로 치닫던 1918년 4월 벨기에 서부의 격전지 이프르에서 정찰에 나섰다가 독일군의 직격포탄을 맞고 전사했다. 향년 40세였다.