Yedi kardeşiyle birlikte kalabalık bir ailede büyüyen Bill Pullman, State University of New York ve University of Massachusetts'de okudu. Çeşitli tiyatro gruplarında çalışan Pullman, en göze çarpan çalışmalarını Folger Theater Groupe ve Los Angeles Theater Center'da yaptı. Uzur süre tiyatro sahnelerinde yeraldıktan sonra ilk sinema deneyimini 1986'da yaşadı. DeVito ve Bette Midler'in başrolü paylaştıkları komedi filmi Ruthless People'daki rolü ona hemen ardından iki filmde başrol getirdi ancak bu roller ses getiremedi.

Sonunda büyük gişe başarısı sağlayan While You Were Sleeping'de Sandra Bullock'un aşık olduğu adam rolüyle öne çıkan Bill Pullman, Lost Highway'den Independence Day'e kadar sanat filmlerinden dev bütçeli Hollywood aksiyonlarına kadar geniş alanda sinema kariyerini sürdürmeyi başardı.

Tamara Hurwitz ile evlenen Pullman'ın üç çocuğu var. Aktör, başını vurduğu ve iki gün komada kaldığı bir kaza sonucu sinirleri zedelenmiş olduğu için koku alamıyor.