ゲイツは、1955年10月28日にシアトルでウィリアム・ヘンリー・ゲイツ・シニア（1925年 - ）とマリー・マクスウェル・ゲイツとの間に生まれた（姉にクリスティ、妹にリビーがいる）。ゲイツ家は裕福な家庭で、父は法律家、母は銀行役員の秘書として働いていた。彼は小学校を優秀な成績で卒業し、特に算数と理科が得意だった。その後、シアトルの私立レイクサイド中学・高校に入学した。レイクサイド校は、1967年当時シアトルで授業料が最も高い学校だった。レイクサイド校ではDEC社のPDP-10を生徒に貸しており、そこでコンピュータに興味を持つようになった。
もともとシアトルだったんだ・・・。
高校生のとき、友人のポール・アレンとともにトラフォデータ社を創業し、州政府に交通量計測システムを納入したり、オレゴン州ポートランドの会社のCOBOLでの給与計算システムの作成を手伝ったりしていた。
1973年に、ゲイツはハーバード大学に入学、そこで後のマイクロソフト社員となるスティーブ・バルマーと知り合った。
1975年、ポピュラー・エレクトロニクス誌にアルテア8800のデモが載っていたのを読んだゲイツは、アルテア8800を販売していたハードメーカーMITSに電話をかけ、実際には未だ何も作成していないBASICインタプリタについて「私は作成に成功した。購入してくれないか?」と鎌をかけた。
その結果、返事が返ってきたため同社がBASICの販売に関心があると見抜き、それから開発を開始した。
8週間後、ゲイツとアレンの寝食を忘れたプログラミングの結果BASICは完成する。
いざ完成してMITSの本社のあるニューメキシコのアルバカーキに運ぶ際、アレンがBASICのブートローダの開発を忘れていたことに気がつき、移動中の飛行機中で完成させた。
このときゲイツはボストンの大学寮でアレンの帰りを待っていた為同席はしていない。
そしてゲイツはハーバード大学を休学し、アルバカーキに引っ越してアレンと共にマイクロソフト社（当時はMicro-Softと綴った）を創業した。