Родился в Нантвиче. Медицинское образование получил в Бирмингеме. Работал хирургом в глазной больнице Бирмингема. В 1837 году переехал в Лондон.
С 1838 года — демонстратор и хранитель Анатомического музея.
С 1848 года по 1856 год — профессор физиологии, патологической анатомии и общей патологии в Лондоне.
Вильям Боумен внёс большой вклад в развитие гистологии. Изучал микроскопическое строение поперечно-полосатых мышц, почек, органа зрения, капсулу почечного тельца, которую за 60 лет до него описал русский учёный А. М. Шумлянский (заслуги Шумлянского в этой области признавал и сам Боумен).