Su padre era Thomas Hayley, y su madre Mary Yates, hija de un diputado local del parlamento inglés.
Este evento causó que se aproximara más a su madre, y con el transcurso del tiempo le dedicó numerosas poesías que están incluidas en su libro titulado Memorias de la vida y obra de William Hayley (en inglés Memoirs of the Life and Writings of William Hayley).
Nunca obtuvo ninguna licenciatura, y más bien se dedicó al estudio libre de la literatura, abandonando la universidad en 1767.
Unos años más tarde, comenzó a escribir obras de teatro, en especial la tragedia titulada Un padre afligido (en inglés The Afflicted Father, 1771), la cual envió al actor David Garrick quien en un principio mostró su interés, pero luego cambió de opinión debido a que era un trabajo "sensiblemente moralista", por lo que nunca fue publicado.
Posteriormente, Hayley escribió otra obra teatral titulada La reina siria (en inglés “The Syrian Queen”), la cual era una adaptación del libro de Pierre Corneilli, Rodugne.
Años después, logró conseguir la fama entre sus contemporáneos con sus trabajos poéticos titulados Ensayos y epístolas (en inglés Essays and Epistles), Epístola poética a un eminente pintor (en inglés Poetical Epistle to an Eminent Painter, 1780), que estaba dedicada a su amigo George Romney.
Este último trabajo literario fue tan popular que se realizaron entre doce a catorce ediciones.
Ese mismo año, contrajo matrimonio por segunda vez con Mary Welford, y se separaron después de convivir por tres años.