威廉·彭尼生於壹九零九年。父親是壹位陸軍少校。他早年就讀於倫敦大學。後來又在劍橋大學和威斯康星大學深造。
第二次世界大戰爆發後，他應征入伍，在國內安全部服務了三年。主要從事原子結構的研究和原子武器對建築物，船只和人類的爆炸威力的測量工作。
不久，威廉·彭尼又到美國新墨西哥州的洛斯·阿拉莫斯實驗室工作，並成為該實驗室的主要負責人，並指導了第壹顆原子彈的研制工作。後來美國授予他壹枚自由勛章。
壹九四四年，英國壹個專家小組與美國合作首先研制核武器，威廉·彭尼就是該專家小組的成員之壹。
五十年代，他被指派負責整個英國的核試驗方案。在這差不多十年的時間內，他大部分時間都在英國南部的奧爾德馬斯頓原子武器研究所工作。
壹九五二年邱吉爾首相任命彭尼勛爵負責組織英國在澳大利亞以西的蒙特貝洛群島進行的首次原子武器試驗。由於成績顯著，他被授予騎士勛章。壹九六七年被授予終身貴族爵位。
在奧爾德馬斯頓期間，彭尼曾為壹九五三年在澳大利亞沙漠武麥拉地區進行的壹次原子武器試驗作了大量的準備工作，並於同年在該地區對他所研制的熱核子武器進行了秘密試驗。
壹九五七年五月，英國成功地試驗了第壹枚氫彈。整個爆炸過程進行得很順利。這與彭尼勛爵的功勞是分不開的。後來他在給英國政府的壹份報告中說，這是壹次“最幹凈利落的，放射性塵埃最少的”氫彈爆炸。