Nato a Nantwich, Cheshire, terzo figlio di un banchiere e botanico/geologo dilettante, Bowman frequentò la Hazelwood School vicino a Birmingham dal 1826. Si suppone che un incidente infantile che coinvolge la polvere da sparo lo abbia interessato alla medicina, ed è stato apprendista del chirurgo Joseph Hodgson al Birmingham General Hospital nel 1832. Lasciò Birmingham nel 1837 per approfondire la sua formazione come chirurgo e frequentò il King’s College di Londra, dove servì come prorettore sotto Robert Bentley Todd, un professore di fisiologia.

I suoi primi lavori degni di nota furono sulla struttura dei muscoli striati, per i quali fu eletto Fellow della Royal Society nel 1841. Alla giovane età di 25 anni, identificò quella che poi divenne nota come la capsula di Bowman, un componente chiave del nefrone. Presentò le sue scoperte nel 1842 nel suo documento “On the Structure and Use of the Malpighian Bodies of the Kidney” alla Royal Society e fu premiato con la Royal Medal. La sua collaborazione con Todd portò alla pubblicazione dei cinque volumi “Physiological Anatomy and Physiology of Man” (1843-1856) e “Cyclopaedia of Anatomy and Physiology” (1852), che descrivevano in dettaglio le loro ricerche di microscopia e istologia, mettendo in relazione le osservazioni anatomiche minute con le funzioni fisiologiche. Il loro ampio uso dei microscopi rivoluzionò lo studio dell’anatomia e della fisiologia. Oltre alla capsula di Bowman, altre strutture anatomiche che portano il suo nome includono:

• Ghiandole di Bowman – nella mucosa olfattiva
• Membrana di Bowman – la membrana limitante anteriore della cornea

Dopo aver completato la sua formazione chirurgica nel 1844, Bowman esercitò come oftalmologo al Royal London Ophthalmic Hospital (più tardi conosciuto come Moorfields Eye Hospital). Fu uno dei primi utilizzatori dell’oftalmoscopio inventato da Hermann von Helmholtz nel 1851. Tra il 1848 e il 1855, insegnò anche al King’s College. Nel 1880, fondò la ‘Ophthalmological Society’, che più tardi divenne il Royal College of Ophthalmologists.

Nel 1870 commissionò all’architetto Arts and Crafts Philip Webb la ricostruzione di Joldwynds, la casa di Bowman a Holmbury St Mary, Surrey. Fu completata nel 1874.

Nel 1884, la regina Vittoria lo creò baronetto. Morì a Joldwynds il 29 marzo 1892, ed è sepolto nel vicino cimitero di Holmbury St. Un memoriale a lui dedicato si trova nella chiesa di St James, Piccadilly.

Un monumento commemorativo a Sir William Bowman, 1° Baronetto, nella chiesa di St James, Piccadilly.