Zuerst sah es so aus, als ob William Baldwin in der Politik landen würde. Immerhin schloß er ein Politikstudium an der State University von New York ab. Doch wie seine Brüder Alec ("Getaway"), Daniel ("Nach eigenen Regeln") und Stephen ("Die üblichen Verdächtigen") landete er dann doch beim Film.
William Baldwins Filmkarriere begann Ende der Achtzigerjahre, nachdem er einige Zeit als Model gearbeitet hatte. 1989 sah man ihn dann neben Danny Aiello und Lara Flynn Boyle in dem TV-Film "Mord ohne Motiv" von John Herzfeld, sowie in einer Nebenrolle von Oliver Stones "Geboren am 4. Juli". Zusammen mit anderen Jungstars wie Kiefer Sutherland, Julia Roberts, Kevin Bacon und Oliver Platt zählte er zur Crew von Joel Schumachers Sciencefiction-Film "Flatliners" (1990). Im selben Jahr spielte William Baldwin unter Mike Figgis in "Internal Affairs - Trau' ihm, er ist ein Cop" neben Richard Gere und Andy Garcia.
Seither sah man William Baldwin in vielen Filmen, allerdings von meist mittelmäßiger bis schwacher Qualität."Backdraft - Männer, die durchs Feuer gehen" (1991) von Ron Howard war ein immerhin technisch beeindruckendes Loblied auf die tollen Jungs von der Feuerwehr. "Drei von ganzem Herzen" (1993) von Yurek Bogayevicz war ein mittelschlaffes Dreiecksdrama mit Sherilyn Fenn und Kelly Lynch. Zweimal wurde William Baldwin bereits für den Razzie Award als schlechtester Schauspieler nominiert, einmal für "Sliver" (1993, Regie: Phillip Noyce), ein lächerlicher Erotik-Thriller mit Sharon Stone. Die wahrhaft blödsinnige Mär spielt in einem von oben bis unten mit Überwachungskameras ausgestatteten Wohnhaus (als ob die beim Bau beschäftigten Arbeiter alle nichts davon mitbekommen könnten, wenn hinter jedem Spiegel eine Videokamera eingebaut wird). Die andere Razzie-Nominierung erstritt sich Baldwin an der Seite der ebenfalls nominierten Cindy Crawford für den Actionfilm "Fair Game" (1995) von Andrew Sipes.
Neben John Leguizamo, Armin Mueller-Stahl und Baywatch-Star Erika Eleniak agierte Baldwin in "Brennende Liebe" (1995, Regie: Joshua Brand), einer Liebeskomödie unter Pyromanen. Reb Braddocks blutrünstiger Serienkiller-Film "Curdled" (1996) handelte von einer Putzfrau, die gern Blut aufwischt, und einem Serienkiller, der gern welches vergießt. Also passen die beiden doch gut zueinander. 1999 sah man William Baldwin neben Jamie Lee Curtis und Donald Sutherland in dem unoriginellen Splatter-Movie "Virus", sowie neben Anne Parillaud in der amerikanisch-französischen Koproduktion "Phantome des Todes", einem Thriller von Raúl Ruiz.
Weitere Filme mit William Baldwin: "Primary Suspect - Unter falschem Verdacht", "In 'bester' Gesellschaft" (beide 2000), "Double Bang", "Hell's Kitchen", "Jede Affäre hat ihren Preis" (alle 2001), "You Stupid Man" (2002), "Red Rover" (2003), "Art Heist", "Der Tintenfisch und der Wal" (beide 2004), "Waterfront" (Serie), "Last Hour", "Lenexa, 1 Mile", "Park", "Feel" (alle 2006), "American Fork", "Dirty Sexy Money" (Serie), "Adrift in Manhattan", "Noise", "A Plumm Summer", "Sakura: Blue-Eyed Samurai" (alle 2007), "Hawaii Five-0" (Serie, 2011).