William Klein växte upp i en fattig judisk familj i New York. Han började studera sociologi vid City College of New York vid låg ålder. Han enrollerade sig i armén och blev stationerad i Tyskland, och senare i Frankrike, där han kom att bosätta sig för gott efter perioden i armén. År 1948 skrev han in sig på Sorbonne, och studerade också målning för Fernand Léger. Vid denna tid var William Klein intresserad av abstrakt konst, både målning och skulptur. År 1952 hade han två framgångsrika utställningar i Milano och påbörjade ett samarbete med arkitekten Angelo Mangiarotti. Klein experimenterade också med kinetisk konst.
Han övergick till fotografi och nådde framgång som modefotograf för Vogue och för sina fotoserier on olika städer.[3] Klein's mest uppskattade fotoarbeten är Gun 1, New York (1955), The Holy family on bike (Rome, 1956), Cineposter (Tokyo, 1961) och Club Allegro Fortissimo (1990).
Modevärlden blev ämnet för hans första långfilm 1966, Who Are You, Polly Maggoo?, vilken, i likhet med hans andra två, Mr. Freedom och The Model Couple, är en satir. Han har gjort ett stort antal korta och halvlånga dokumentärfilmer,[4] och över 250 reklamfilmer för teve.[4]
