Народився 1702 року у Пскові в родині обрусілого вихідця з Англії. Його батько був на військовій службі при Петрі І, брав участь у Північній війні, зокрема в Полтавській битві. Сам Віллім Фермор молодший розпочав військову службу бомбардиром у 1720 році й через 6 років отримав офіцерський чин.
Під час Семирічної війни генерал-аншеф Віллім Фермор командував корпусом в російській армії під головнокомандуванням генерал-фельдмаршала Степана Апраксіна. Корпус під його командуванням захопив Мемель і Тільзит. Під час битви під Гросс-Єгерсдорфом командував 1-ю дивізією. З 1757 року — головнокомандувач російською армією. В зимову компанію 1757–1758 років російська армія, що була розділена на п'ять колон, захопила Східну Пруссію та її центр — Кенігсберг. У 1758 році імператрицяСвященної Римської імперіїМарія-Терезія надала Вілліму Фермору титул графа Священної Римської імперії. Згодом командував російськими військами в битві під Цорндорфом. У 1759 році усунутий з посади головнокомандувача «за нерішучість і бездіяльність». Командував дивізією, корпусом, брав участь у битві при Пальцигу. У 1760 році тимчасово знову командував російською армією.