他与约翰巴丁而且沃尔特·布拉顿感谢他在这些项目上的贡献。肖克利离开贝尔实验室创建自己的公司时，在加州帕洛阿尔托附近开了一家店。他在那里的研究重点是开发基于硅的半导体器件，使他成为第一个将硅引入现在被称为半导体的领域的人硅谷．
肖克利1910年出生于伦敦，父母都是美国人。几年后，他们一家回到了美国，定居在加州的帕洛阿尔托。肖克利先后就读于帕洛阿尔托军事学院和好莱坞高中。上大学时，他就读于加州大学洛杉矶分校，一年后转入加州理工学院。1932年，他获得了物理学学士学位。麻省理工学院(麻省理工学院)为肖克利提供研究生奖学金;1936年他在那里获得了博士学位。
肖克利从麻省理工学院毕业后接受了新泽西州贝尔实验室的一个研究职位。他在那里工作了近20年，逐步晋升。他在那里的工作因第二次世界大战而中断，作为战争努力的一部分，肖克利研究反潜战，后来成为战争部长的顾问。
冲突结束后，肖克利恢复了在贝尔的工作，那里正在发生重大变化。肖克利成为了一个研究半导体的新小组的领导者，他们希望将半导体用于电子信号放大和控制。布拉顿和巴丁都成为了这个小组的成员，并在1947年一起成功地制造了世界上第一个工作晶体管。成功随之而来的是争议。作为这个小组的领导者，肖克利认为他的发明值得赞扬，并希望以他的名义申请专利。布拉顿和巴丁不同意，因为这项工作并没有直接涉及肖克利，肖克利通常独立于团队进行自己的研究。贝尔决定专利只包括布拉顿和巴丁的名字，但坚持要求肖克利出现在晶体管开发的宣传照片中。这并没有平息小组内的敌意，随着成员们各行其是，这种敌意最终消失了。
虽然他错过了第一个点接触晶体管的建造，肖克利并没有被阻止继续他的研究。在这项发明之后不久，肖克利提出了关于半导体行为方式的新想法，并开始制定一种更好类型的晶体管的计划。到1951年，结型晶体管诞生了。它本质上是一种半导体三明治，由一种半导体材料的两层包裹着另一种半导体组成。这个装置几乎在各方面都优于早期的晶体管。为了加快晶体管的发展，贝尔向其他公司开放了这一研究领域，这些公司愿意为如何制造晶体管的信息支付许可费。结果，晶体管技术突飞猛进，引发了一场电子学革命。越来越小的设备出现在商店货架上，包括现代计算机，它依赖于包含越来越多的微型晶体管的集成电路。
1956年，也就是他的工作得到诺贝尔奖委员会认可的那一年，肖克利离开了贝尔实验室(他已升任晶体管物理系主任)，建立了肖克利半导体实验室(SSL)，这一举措得到了贝克曼仪器公司(Beckman Instruments Inc.)的财务支持。当时，大多数半导体研究都集中在锗上。然而，在SSL，研究人员专注于硅。肖克利明白，至少在理论上，它会是一种更好的物质，尽管它更难处理。
随着时间的推移，肖克利在他度过大部分童年时光的小镇附近建造的实验室里召集的令人印象深刻的研究人员出现了问题。肖克利是出了名的难以共事;1957年底发生了大规模的逃离SSL的事件。一些现存的最著名的半导体和电子公司都可以追溯到那个时候，包括仙童半导体和英特尔(由罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔创立)。
在大量人才流失后，SSL一再被出售。1963年，肖克利完全离开了商业电子行业，成为斯坦福大学第一位亚历山大·m·波尼托夫工程科学教授。在斯坦福大学，肖克利的兴趣从物理学转向了人类智力理论。他公开猜测，不同种族背景的人在总智商分数上的差异反映了智力的天然差异，这引发了对他和他在社会科学领域的工作的强烈抗议。
肖克利于1989年8月12日死于癌症。尽管肖克利晚年的工作充满争议，但他对科学界产生了巨大的影响。由于他在半导体行业的创立中发挥的作用，他被广泛认为是20世纪最有影响力的人之一。
