Սարոյեան ծնած է Ֆրեզնօ (Քալիֆորնիա, ԱՄՆ), որպէս զաւակը Պիթլիսէն գաղթած հայ ընտանիքի մը։ Գրողի ձեւաւորման մէջ մեծ դեր խաղացած է ինքնակրթութիւնը, ամերիկեան ու համաշխարհային գրականութեան ընթերցումը։
Սարոյեան կանոնաւոր կրթութիւն չէ ստացած:
«Եօթը տարեկանին սկսայ լրագիրներ վաճառել մայթերուն ու խաչմերուկներուն վրայ: Երրորդ դասարաննէի, երբ առաջին անգամ շահեցայ դպրոցի ամենաչար տղու համբաւը, ու զիս յաճախ անկիւն մը կը կանգնեցնէին, կը հայհոյէին, մազերս ու ականջներս կը քաշէինեւ, ի վերջոյ, վռնտեցին դպրոցէն…»։
1922-ին, երբ մայրը իրեն կը յանձնէ հօր թուղթերէն ու տետրակներէն կազմուած ծրար մը, 14-ամեայ Ուիլիըմ կը սորվի, որ իր հայրը բանաստեղծ էր, բանաստեղծութիւններ գրած էր «հին հայրենիքի» լեզուով։
1926-ին 18-ամեայ Ուիլիըմ, որ մինչ այդ եղած էր թղթատար, սեւագործ բանուոր եւ Սան Հոաքինի ագարակներուն ու այգիներուն մէջ աշխատած էր որպէս մշակ, կը հեռանայ հարազատ ամերիկա-հայկական Ֆրեզնոյէն ու կ՚երթայ Սան Ֆրանսիսքօ: Կ՚աշխատի որպէս հեռագրատան ծառայող, մարզային ապրանքներու խանութի վաճառող, պահեստի բանուոր: Ոչ մէկ տեղ երկար կը մնայ, կ՚ապրի վարձու սենեակներումէջ:
Առաջին անգամ իր ստեղծագործութիւնը կը տպագրուի 1933-ին, Պոստոնի «Հայրենիք» շաբաթաթերթին մէջ։ 1939-ին Ուիլիըմ Սարոյեան վեց օրուան ընթացքին կը գրէ «Քու կեանքի ժամերը»: Այս ստեղծագործութեան շնորհիւ գրողը կ՚արժանանայ Փուլիցերի եւ Նիւ Եորքի քննադատներու հեղինակաւոր գրական մրցանակներուն: 1940-ին Սարոյեան կը հրաժարի առաջին մրցանակէն՝ յայտարարելով, որ «Առեւտուրը իրաւունք չունի հովանաւորելու արուեստը»:
Գրական կեանքի առաջին տասնամեակին Սարոյեան գրած է քանի մը հարիւր պատմուածքներ, որոնց մեծ մասը ամփոփուած են աւելի քան տասը հատորներու մէջ։ Սարոյեան յատկապէս կարճ պատմուածքի, նորավէպի մէջ մուծած է տեղի ու ժամանակի իրողութեան հետ սերտօրէն կապուած ընկերական-հոգեբանական թարմ նիւթեր, արդիական հնչեղութիւն ունեցող մարդասիրական բարոյական տարրեր, պատումի նոր ձեւեր։
1942-ին Սարոյեան կը զօրակոչուի։ Բանակի մէջ կ՚աշխատի զինուորական բեմագրութիւններու ստեղծման վրայ։ Ան պատերազմը ընկալած է որպէս աղէտ։ Այսնիւթը արտացոլած է «Մարդկային կատակերգութիւն» վիպակին եւ «Ուեսլի Ճեքսընի արկածները» վէպին մէջ։
1950-1960-ական թթ. Սարոյեան ապրած է Եւրոպայի մէջ, ապա դարձեալ հաստատուած է ԱՄՆ։ Այդ տարիներուն ինքնակենսագրական նիւթի օգտագործումով ստեղծած է հոգեբանական վիպակներու շարք։
1960-ականներէն սկսեալ գրած է յուշագրական գործեր։ Յատկապէս ուշագրաւ են Պեռնարտ Շոուին, Չարլի Չափլինին, Թ. Ս. Էլիըթին, Եղիշէ Չարենցին նուիրուած էջերը, հեղինակի մտորումները գրականութեան կոչման վերաբերեալ։
Ան 1964-ին այցելած է իր պապերուն հայրենիքը՝ Պիթլիս, իսկ 1976 ու 1978 թուականներուն ալ Սովետական Հայաստան։
Ուիլիըմ Սարոյեան մահացած է 16 Մայիս 1981-ին, Ֆրեզնօ։ Աճիւնի մէկ մասը թաղուած է Երեւանի «Կոմիտաս» պանթէոնին մէջ։