Nacido en Worcester, Massachusetts, su nombre completo era William Arthur Sullivan.
Sullivan se inició en el cine actuando en cortos rodados en los años 1910.
Su primer papel en 1914 llegó en un corto que formaba parte de un serial en 23 episodios titulado The Million Dollar Mystery.
En su primer largometraje, Over the Hill (1917), encarnó al Rey Arturo.
Billy Sullivan falleció en Great Neck, Nueva York, en 1946.