William G. Kaelin Jr. lahir tahun 1957 di New York. Kaelin memperoleh gelar sarjana dalam bidang matematika dan kimia di Duke University, dan tetap untuk gelar MD-nya, lulus pada tahun 1982.[5][6]
Ia menikah dengan dokter bedah kanker payudara Dr. Carolyn Kaelin (Scerbo) sejak 1988 hingga Carolyn meninggal akibat kanker tahun 2015. Mereka memiliki dua anak.[7]