ויליאם ריילי נולד בעיר מיניאפוליס במדינת מינסוטה בארצות הברית בשנת 1897. בימי מלחמת העולם הראשונה, בשנת 1917, התייצב לשירות בצבא ארצות הברית. הוצב כסגן משנה לחיל הנחתים האמריקאי - המרינס. הפליג עם יחידתו לחזית צרפת והשתתף בלחימה. נפצע פעמיים והוחזר בשנת 1918 להחלמה בארצות הברית. על חלקו במלחמה עוטר פעמיים בכוכב הכסף ובצלב המלחמה הצרפתי.
לאחר סיום המלחמה, בין השנים 1946 ל-1948, עמד בראש מחלקת המידע לציבור ובראש מחלקת הגיוס של חיל הנחתים.
בקיץ 1948 סופח לוועדת התיווך של האו"ם בארץ ישראל, ובמקביל מילא תפקידים מינהליים בחיל הנחתים.
עם הגיעו לארץ נתגלה ריילי כמשקיף הוגן ואוהד לישראל, אך ידע גם לגלות עמדה מאוזנת באירועים אחדים. ב-15 באוקטובר 1948 נפתח מבצע יואב להדיפת הכוחות המצריים מהנגב. עם הצלחת המתקפה הישראלית, שבה הוסר המצור המצרי מעל הנגב, חטיבה מצרית כותרה בכיס פלוג'ה, נכבשה באר שבע, פונו הכוחות המצריים מאזור אשדוד ושוחרר קיבוץ ניצנים שהיה כבוש בידי המצרים, תבע המתווך מטעם האו"ם ראלף באנץ' מישראל להסיג את כוחותיה לעמדות בנגב שבהן החזיקה ב-14 באוקטובר, ערב המתקפה. התעורר חשש כי האו"ם יטיל סנקציות על ישראל אם לא תיסוג. הגנרל ריילי חילץ את ישראל מסכנה זו: בהופיעו ב-4 בנובמבר 1948 בפני מועצת הביטחון של האו"ם, שנתכנסה בפריז, הסביר ריילי כי את הנעשה אין להשיב. מועצת הביטחון קראה אמנם לנסיגה ישראלית אך הסירה את איום הסנקציות מעל ישראל.
במהלך שיחות שביתת הנשק בין ישראל לשכנותיה מלא ריילי תפקיד בכל הקשור לנושאים הצבאיים שנדונו בין הצדדים, ולטענת החוקר אלעד בן-דרור ריילי מלא במהלך השיחות תפקיד מפתח חשוב בעיקר בכל הנוגע לשירטוט קו הגבול ולהפרדת הכוחות.
בעת השיחות עם סוריה על חתימת הסכם שביתת הנשק, שנערכו בחודשים אפריל עד יולי 1949, שהיו הקשות והממושכות מכל מחזורי השיחות בין ישראל לשכנותיה, שימש ריילי כעוזרו של נציג האו"ם לשיחות אנרי ויז'יה. חתימתו של ריילי מתנוססת על ההסכם שנחתם בתום השיחות ב-20 ביולי 1949.[1]
בין אוגוסט 1949 ל-27 ביוני1953 שירת ריילי כראש מטה משקיפי האו"ם בישראל, הראשון שלאחר חתימת הסכמי שביתת הנשק.
נציגי ישראל בוועדת שביתת הנשק ירדן–ישראל מחו נגד פעולת ירדן ולאחר שהירדנים סירבו להסיר את המחסום, פרץ אותו טור משוריין של צה"ל. ועדת שביתת הנשק בקולו של הגנרל ריילי, שמצא כי אכן הדרך עוברת בשטח ירדן, גינתה את ישראל. הגנרל ריילי המשיך במאמצי תיווך והוקמה ועדה חקירה לבדיקת תוואי הדרך. לאחר שהוברר כי אכן הדרך עוברת בתחום ירדן, הגיעו ישראל וירדן ב-13 בפברואר1951 לידי הסכם פשרה, וישראל הסכימה לסלול מעקף קצר בשטחה. יישוב הסכסוך הביא, באותו מועד, גם להסכם בין סגן הרמטכ"ל האלוף מרדכי מקלף לסגן הרמטכ"ל הירדני בדבר מניעת הסתננות. ההסכם נודע בשם "הסכם המפקדים".
בשנים 1951–1953 גברה תנועת ההסתננות ממדינות ערב השכנות ובעיקר מירדן למדינת ישראל. ההסתננות מירדן הפכה לתנועה בלתי פוסקת של מסתננים מתחום ירדן לתחום ישראל, שחדרו לצורך גנבות של ציוד חקלאי ורכוש, שהיו כרוכות באלימות, חבלה ורצח והביאו לתקריות ירי בין חיילי צה"ל לבין חיילי הלגיון הערבי ולביצוע פעולות תגמול על ידי צה"ל.
בחודש מרץ 1951 פרץ סכסוך קשה בין ישראל לבין סוריה לאחר שישראל התחילה בעבודות חפירה באזור המפורז דרומית למשמר הירדן דרומית לאגם החולה, במסגרת תוכנית הייבוש של האגם. העבודות התבצעו באזור המפורז משני צדי הנהר והסורים טענו כי אסור לישראל לבצע עבודות באזור המפורז, בגדה שממזרח לנהר הירדן. ועדת שביתת הנשק ישראל–סוריה לא הצליחה ליישב את הסכסוך, וישראל המשיכה בעבודות ותוך כדי כך פינתה תושבי כפרים ערביים באזור המפורז לכפר שעב בגליל המערבי. הסורים הגיבו בהתקיפם סיור של צה"ל באזור המפורז של חמת גדר והרגו שבעה מאנשיו. למחרת הפציץ חיל האוויר כפרים ערביים באזור. לאחר מכן נמשכו העבודות ללא הפרעה, אך צומצמו לאזור המפורז בגדה המערבית של הירדן.
מעצמות המערב דרשו מן הצדדים להפסיק את הסכסוך. העניין הובא לדיון בפני מועצת הביטחון ולוטננט גנרל ריילי ביקש הנחיה מן המועצה בשאלת הסמכויות באזור המפורז. שגריר ישראל באו"ם, אבא אבן, הסביר למועצה כי העבודות דרושות לביצוע תוכניות הייבוש של אגם החולה, שבעקבותיהן תיווצר קרקע חקלאית יבשה ללא סכנת מלריה, אך המועצה ציוותה על ישראל ב-19 במאי 1951 להפסיק את העבודות. ישראל פירשה את ההחלטה כמתייחסת רק לאדמות שבבעלות ערבים באזור המפורז. תוך כדי כך המשיך ריילי בבדיקת הנושא ולבסוף קיבל את הגרסה הישראלית. ריילי ניסה גם להניע את בעלי הקרקעות הערביים למכור את קרקעותיהם לישראל, אך ללא הצלחה. ישראל נענתה לדרישתו של ריילי להחזיר למקומותיהם את הכפריים הערביים שבאזור המפורז, אולם רובם לא שבו מאחר שבינתיים נגרם הרס רב לכפרים. בדו"ח שהגיש ריילי למועצת הביטחון ב-20 באוגוסט 1951 הוא האשים את ישראל באי ציות להוראותיו.
בראשית שנת 1953, הודיע ראש ממשלת ירדן על ביטול "הסכם המפקדים" ופעולות ההסתננות וההתנגשויות באזור גברו. ישראל דרשה משלטונות ירדן לנקוט בצעדים למניעת ההסתננות. ממשלת ירדן דחתה את הדרישה. בדיון משותף שקיימו נציגי המשלחות הערביות בוועדות שביתת הנשק השונות בעמאן בינואר 1953, הוחלט כי הנציגים יטענו בוועדות השונות שההסתננות אינה מהווה הפרה של הסכמי שביתת הנשק. מפקד הלגיון הערבי טען שהחובה למנוע את ההסתננויות מוטלת על המדינה שלתחומה חודרים המסתננים, דהיינו על מדינת ישראל, וכי הארץ ממנה חודרים המסתננים איננה אחראית לפעילותם באשר איננה מעודדת אותה. הוא טען כי כוחות הביטחון הירדניים נוקטים צעדי מניעה והענשה נגד ההסתננויות וכי על ישראל מוטלת החובה לשתף פעולה עם ירדן ולא לפעול נגדה באמצעים צבאיים. טיעון זה הציב מכשול משפטי קשה בפני ישראל. ישראל טענה כי במשך שנים הכירו ירדן ומצרים בהסתננות כהפרה של הסכמי שביתת הנשק, וכי גם היועצים המשפטיים של האו"ם כבר הכירו בעבר בהסתננות כהפרה של ההסכמים. בין היתר הסתמכה ישראל על הדו"ח של ויליאם ריילי, שבו הוצגה תפיסה זהה לזו של ישראל. הדו"ח של ריילי הוגש למועצת הביטחון בנובמבר 1953, לאחר שריילי סיים כבר את תפקידו כראש מטה המשקיפים, ולאחר תקופה ארוכה של דיונים זכתה לבסוף עמדתה של ישראל להכרה ב-1954.
באפריל 1953 פרץ קרב יריות בתחום העירוני בירושלים, שהתחיל בחילופי יריות בין חיילי הלגיון הערבי מעמדותיהם שעל חומות העיר העתיקה לבין חיילי צה"ל שבקו הגבול העירוני בעיר המערבית (שנהוג היה אז לכנותו "הקו העירוני"). הירי התרחב לאורך כל הקו ונמשך כיממה. ריילי הודיע למזכיר האו"ם כי לא ניתן לקבוע איזה צד פתח באש. עם זאת, העיר כי ההפרה החמורה ביותר הייתה מצד ישראל שכוחותיה ביצעו ירי לעבר שער שכם שרחבתו הומה אדם.
מאז ינואר 1952 ועד לסיום תפקידו של ריילי כראש מטה משקיפי האו"ם ביוני 1953, ספרו משקיפי האו"ם 280 תקריות בגבול עם ירדן. החודש שקדם לסיום תפקידו של ריילי בישראל, היה חודש סוער במיוחד. בין 17 במאי ל-21 במאי נערכה שורה של תקיפות צה"ל מעבר לקווי שביתת הנשק עם ירדן, בתגובה על ההסתננויות ומעשי הרצח שבאו מגבול ירדן. רוב הפעולות לא עלו יפה. בין 6 ביוני ל-22 ביוני אירעו תקריות חמורות נוספות לאורך הגבול עם ירדן; צעיר נרצח בשכונת קטמון בירושלים וחברתו נפצעה, רימון שהטיל חייל ירדני גרם לפציעתם של שני ישראלים בדרום ירושלים, נרצח חבר מושב טירת יהודה, פוצץ בית במושב משמר איילון, רימונים הוטלו לבית במושב כפר הס וגרמו להריגתה של אשה ולפציעתו של בעלה. כדי למנוע התלקחות רבתי, הפעילו מעצמות המערב לחץ כבד ובעקבותיו נחתם ב-10 ביוני 1953 הסכם למניעת הסתננות בין ישראל לירדן שבא במקומו של "הסכם המפקדים", שגובש בין סגני הרמטכ"ל הישראלי והירדני בפברואר 1951, אשר בוטל לאחר מכן כאשר ירדן לא הצליחה למנוע את ההסתננות. גם לאחר חתימת ההסכם החדש נמשכו במשך שבוע, כמעט מדי לילה, ההתקפות על יישובי הספר. על רקע אירועים אלה סיים ריילי את תפקידו כראש מטה משקיפי האו"ם ב-27 ביוני 1953, לאחר ארבע שנים, שבהן זכה לאהדת ישראל ולחוסר אמון מצד מדינות ערב. ריילי ראה את מטרת תפקידו כשמירת הסטטוס קוו, והגדיר את התפקיד כתפקיד הקשה ביותר בעולם. לא כן היו פני הדברים עם הגנרל הדניואגן בניקה שבא במקומו של ריילי כראש מטה משקיפי האו"ם אשר עד מהרה גילו שלטונות ישראל וקציני צה"ל כי בניגוד לקודמו הוא מגלה עוינות כלפי מדינת ישראל ומשוא פנים לצד הערבי.
מספטמבר 1953 עד למאי 1955 שירת ריילי בתפקידים מינהליים במינהל האמריקאי למבצעי חוץ (Foreign Operations Administration), בין היתר בשליחות לטורקיה.