Jenner wurde am 30. Januar 1815 in Chatham geboren und erhielt seine Ausbildung am University College London. 1837 wurde er Mitglied des Royal College of Surgeons of England (M.R.C.S.), 1852 Fellow of the Royal College of Physicians (F.R.C.P.) und 1844 erhielt er den Londoner M.D.

Im Jahr 1847 begann er am Londoner Fieberkrankenhaus mit Untersuchungen von Fällen anhaltenden Fiebers, die ihn schließlich in die Lage versetzten, die Unterscheidung zwischen Typhus und Typhus zu treffen, auf der sein Ruf als Pathologe im Wesentlichen beruht. 1850 veröffentlichte er sein Buch „On the Identity or Non-Identity of Typhoid and Typhus Fever“. Im Jahr 1849 wurde er zum Professor für pathologische Anatomie am University College und zum Assistenzarzt am University College Hospital ernannt, wo er anschließend Arzt (1854-1876) und beratender Arzt (1879) wurde und ähnliche Positionen an anderen Krankenhäusern innehatte. Außerdem war er nacheinander Holme-Professor für klinische Medizin und Professor für die Grundsätze und die Praxis der Medizin am University College London.

Er wurde 1866-1868 zum Präsidenten der Epidemiologischen Gesellschaft, 1873-1875 der Pathologischen Gesellschaft und 1875 der Klinischen Gesellschaft gewählt. Von 1881 bis 1888 war er Präsident des Royal College of Physicians, wo er 1853 die Goulstonian Lectures gehalten hatte. 1864 wurde er zum Fellow of the Royal Society (F.R.S.) gewählt und erhielt Ehrentitel der Universitäten Oxford, Cambridge und Edinburgh. 1861 wurde er zum außerordentlichen Arzt (Q.H.P.) und 1862 zum ordentlichen Arzt von Königin Victoria und 1863 zum ordentlichen Arzt des Prinzen von Wales ernannt; er betreute sowohl die Prinzgemahlin als auch den Prinzen von Wales bei ihren Typhusanfällen. Im Jahr 1868 wurde er zum Baronet ernannt.

Als Berater genoss Sir William Jenner großes Ansehen und hinterließ ein großes Vermögen, als er am 11. Dezember 1898 in Bishops Waltham, Hants, starb, nachdem er sich acht Jahre lang wegen schwindender Gesundheit aus der Praxis zurückgezogen hatte. Er hatte 1858 Adela Lucy Leman, die Tochter von Stephen Adey, geheiratet, mit der er fünf Söhne und eine Tochter hatte. Sein jüngster Sohn Leopold war ein hochdekorierter Armeeoffizier des Ersten Weltkriegs.