威廉·詹姆斯，1842年1月11日出生在美国纽约市一个有科学精神的牧师家庭，1910年8月26日卒于新罕布什尔州巢可乐（Chocurua）。詹姆斯的祖父是爱尔兰人。1798年移居美国，因投资开发伊利运河而成富豪。詹姆斯的母亲叫玛丽-罗伯逊·沃尔什（Mary Robertson Walsh）。父亲老亨利·詹姆斯（Henry James Sr.，1811—1882）童年时因一次事故而失去一条腿，但未因此沮丧消沉。
早年爱好绘画和科学，1858 年回美国罗得岛州新港市随亨特（William Morris hunt, 1824－1879）习画一年，1859－1860 年全家迁往瑞士日内瓦，他在日内瓦科学研究院学习科学，当时他希望成为画家，因此不久即返回新港市继续习画，但后来发现自己缺乏做画家的天分遂放弃了。
1861 年进入哈佛大学劳伦斯理学院在埃利奥特（Charles W. Eliot）指导下攻读化学，后又改学比较解剖学和生理学三年。在这期间，他的老师怀曼（Jeffies Wyman）的进化论思想对他以后的学术观点产生了直接的影响。又因听著名动物学家阿加西斯（Louis Agassiz，1807－1873）的课，使他的兴趣从化学转向生物科学。
1864 年，詹姆斯转入哈佛医学院学医，1865 年还未毕业便随同阿加西斯去巴西进行自然考察。在考察过程中，詹姆斯感染了天花，同时感到自己不宜做准确而有秩序的收集和归类工作而中断这项研究。
1866 年继续学医，但又因身体不好而中断。
1867 年又去德国留学，在赫尔姆霍茨、冯特、微尔和的指导下学习医学、生理学和心理学。因体力不支，不能坚持实验室的工作，但却有较多的时间博览法国和德国、美国的文学名著，还有机会到柏林大学听课。
