William Joseph Shields nació en Dublín y de muy joven se unió a la Abbey Theatre, con la que debutó en el cine en la película de Alfred Hitchcock Juno and the Paycock en 1930.

Poco después se fue a Hollywood para actuar bajo las órdenes de John Ford en The Plough And The Stars.

Su exitosa carrera se fue acrecentando con la aparición en películas como La fiera de mi niña (1938) (Bringing Up Baby), Hombres intrépidos (1940) (The Long Voyage Home), Qué verde era mi valle (1941) (How Green Was My Valley) o Going My Way (1944).

Esta última interpretación le valió una nominación al mejor actor principal y mejor actor secundario en los Óscars de 1944, con lo que es el único actor en la historia que ha sido nominado en dos categorías por la misma interpretación.

Murió en su Dublín natal en 1961 de un ataque al corazón.