Стайг родился в польско-еврейской семье иммигрантов из Австро-Венгрии. В детстве любил рисовать, много читал. Был хорошим спортсменом, входил в студенческую сборную США по водному поло. В 15 лет окончил городскую школу им. Таунсенда Харриса, но так и не получил диплом колледжа, хотя проучился два года в нью-йоркском Сити-колледже, три - в Национальной академии дизайна и пять - в Школе изящных искусств Йельского университета.

Впервые рисунки Стайга были напечатаны в журнале "Нью-йоркер" в 1930 г. Сотрудничество с журналом продолжалось десятилетия и оказалось необычайно плодотворным: "Нью-йоркер" напечатал более 1600 его рисунков, включая 117 обложек. Кроме того, он успешно работал как скульптор, в 1939 г. в Нью-Йорке состоялась первая выставка его деревянных скульптур.

В 1968 г. Стайг, отзывавшийся о себе, как о "вечном, не повзрослевшем ребёнке", пишет свою первую книгу для детей. Она была хорошо принята и критикой, и читателями. Уже за свою третью книгу, "Сильвестр и магический кристалл", писатель награждается престижной Медалью Калдекотта.

Среди наиболее популярных книг Стайга - "Остров Абеля", серия "Доктор Де Сото" и др. За свою жизнь он написал более 30 детских книг, в том числе вышедшую в 1990г. иллюстрированную им книгу "Шрек!", давшую жизнь серии мультипликационных фильмов. Фильм "Шрек-2", вышедший на экраны в 2004 г., уже после смерти Уильяма Стайга, был посвящён памяти писателя.

Имя Уильям - английская форма германского имени Willahelm, состоящего из элементов wil - "желание" и helm - "шлем, защита". Фамилия Штайг - от немецкого Steig - "тропинка, спуск".