チェシャー州ナントウィッチに銀行家の三男として生まれ、アマチュア植物学者・地質学者として、1826年からバーミンガム近くのヘーゼルウッド校に通っている。 幼少時の火薬の事故がきっかけで医学に興味を持ち、1832年にバーミンガム総合病院の外科医ジョセフ・ホジソンに弟子入りしたようだ。 1837年に外科医としての訓練を積むためにバーミンガムを離れ、キングス・カレッジ・ロンドンに入学し、生理学の教授であるロバート・ベントレー・トッドに師事し、プロセクターを務めた。 25歳の若さで、当時ネフロンの重要な構成要素であったボーマン嚢と呼ばれるものを特定した。 1842年、王立協会に「腎臓のマルピーギ様体の構造と用途について」という論文を発表し、王立メダルを授与された。 トッドとの共同研究により、5巻からなる『生理学的解剖学と人間の生理学』（1843-1856）、『解剖学と生理学のサイクロペディア』（1852）が出版され、顕微鏡や組織学に関する研究の詳細が、解剖学的微細観察結果と生理学的機能とを結びつけて説明された。 彼らは顕微鏡を多用し、解剖学や生理学の研究に革命をもたらした。 ボーマン嚢以外にも、彼の名を冠した解剖学的構造物がある。

• ボーマン腺-嗅粘膜
• ボーマン膜-角膜の前縁膜

ボーマンは1844年に外科の研修を終えた後、ロイヤルロンドン眼科病院（後のモアフィールズ眼科病院）で眼科医として開業する。 1851年にヘルマン・フォン・ヘルムホルツが発明した検眼鏡の初期のユーザーであった。 1848年から1855年にかけては、キングス・カレッジで教鞭もとっていた。 1880年には「眼科学会」を設立し、後に「王立眼科医会」となる。

1870年、サリー州ホルムベリー・セントメリーにあったボウマンの家、ジョルドウィンズの再建をアーツ・アンド・クラフツの建築家フィリップ・ウェッブに依頼する。 1874年に完成した。

1884年、ヴィクトリア女王は彼を男爵に任命した。 1892年3月29日にJoldwyndsで死去し、隣接するホルムベリー・セントメアリーの教会墓地に埋葬されている。 ピカデリーのセント・ジェームズ教会には、彼の記念碑が建てられている。

ピカデリーのセント・ジェームズ教会内にあるサー・ウィリアム・ボウマン（第1男爵）追悼碑。