Urodził się w 1955 roku w Fort Worth w stanie Teksas. Z dzieciństwa zapamiętał wielką traumę. Był w tłumie ludzi, którzy stali pod hotelem w Dallas, gdy wyszedł z niego John F. Kennedy w dniu zabójstwa. Bill miał wtedy osiem lat. W muzeum w Teksasie zachowały się zdjęcia rudowłosego ośmiolatka, siedzącego na ramionach ojca.
Ojciec był biznesmenem, ale też aktorem. Zaraził syna miłością do kina. Kiedyś w rozmowie Paxton powiedział mi:
— Aktorstwo jest dla mnie spełnieniem marzeń. Jako chłopiec chciałem być kowbojem, policjantem, astronautą. Dzięki swojemu zawodowi mogę być nimi wszystkimi. Ale jestem bardzo krytyczny w stosunku do siebie. Zawsze jak patrzę na film, w którym gram, myślę: „Mogłem zagrać lepiej”. Towarzyszy mi ciągłe niezadowolenie.
Zaczynał swoją filmową karierę w pionie scenograficznym, ale szybko stanął przed kamerą. Na początku grywał głównie psychopatów, wampiry, porywczych kowbojów. Był szczęśliwy, gdy wreszcie w „Apollo 13” mógł wcielić się w normalnego faceta. Kosmonautę.
— To było coś wspaniałego — opowiadał. — Nie mogłem bronić się ruchem, rozmachem. Siedzieliśmy w zamkniętej kabinie samolotu, aż dziwne jak się tam wszyscy — aktorzy, reżyser, ekipa ze sprzętem — pomieściliśmy. I w tej sytuacji okazało się, jak bardzo wrażliwym instrumentem jest kamera. Ona potrafiła odczytać niemal nasze myśli, każde drgnienie twarzy stawało się istotne. Dla aktora to niezwykłe wyzwanie.
