Fue el primogénito de Guillermo el Rico, Conde de Nassau-Dillenburg, y Juliana de Stolberg-Wernigerode. Fue educado en la fe luterana.

Cuando apenas tenía once años, la muerte sin descendencia de su primo Renato de Châlon, Príncipe de Orange, acaecida en 1544, le convirtió en heredero de todas las propiedades de los Châlon. Debido a su corta edad, el emperador Carlos V actuó como regente del principado hasta que Guillermo pudo hacerse cargo del mismo, exigiendo antes que recibiera educación católica, por lo que Guillermo fue enviado a Bruselas.

El 6 de julio de 1551 se casó con Ana de Egmond-Buren, rica heredera de las tierras de su padre Maximiliano de Egmond, con lo que ganó los títulos de Señor de Egmond y Conde de Buren. Ese mismo año fue nombrado capitán de caballería. Favorecido por Carlos V, fue ascendido rápidamente y ya era comandante de uno de los ejércitos del Emperador a la temprana edad de 22 años. En 1555 era miembro del Consejo de Estado, el más alto organismo político consultivo de los Países Bajos. En 1559 Felipe II lo nombró estatúder de las provincias de Holanda, Zelanda, Utrecht y Borgoña, lo cual incrementó enormemente la influencia política de Guillermo.

Descontento con la falta de poder político de la nobleza local y la persecución de los protestantes neerlandeses por las tropas españolas, se sumó a la rebelión contra la Corona Española. Pronto reveló ser el más influyente y políticamente capaz de los sublevados, convirtiéndose en el principal caudillo de la rebelión que desembocó en la Guerra de los Ochenta Años. Declarado rebelde por Felipe II de España en 1580, fue finalmente asesinado por Balthasar Gérard (o 'Gerardts') en 1584, cuando su popularidad estaba en declive.