William Crookes syntyi Lontoossa 17. kesäkuuta 1832. Hänen koulutuksensa oli vähäistä, ja huolimatta isänsä toiveesta ryhtyä arkkitehdiksi hän valitsi urakseen teollisen kemian. Hän pääsi Royal College of Chemistry-yliopistoon Lontooseen, jossa hän aloitti kemian tutkimukset. Vuonna 1859 hän perusti Chemical Newsin, joka teki hänestä laajalti tunnetun, ja pysyi sen päätoimittajana ja omistajana koko ikänsä.
huomattavin Crookesin kemiallisista tutkimuksista on se, joka johti hänen vuonna 1861 tekemäänsä talliumin löytämiseen. Spektrografisia menetelmiä käyttäen hän oli havainnut seleenin spektrissä vihreän viivan, ja näin hän sai ilmoituksen uuden alkuaineen, talliumin, olemassaolosta. Määrittäessään talliumin atomipainoa käyttäen herkkää tyhjiötasapainoa hän huomasi punnituksessa useita epäsäännöllisyyksiä, joiden hän katsoi johtuvan menetelmästä. Hänen tutkimuksensa tästä ilmiöstä johti vuonna 1875 sellaisen laitteen rakentamiseen, jonka hän nimesi radiometriksi.
vuonna 1869 J. W. Hittorf tutki ensimmäisen kerran tyhjiöputkien sähköpurkauksiin liittyviä ilmiöitä. Tästä tietämättä Crookes teki 10 vuotta myöhemmin rinnakkaisen, mutta laajemman tutkimuksen. Vuoden 1878 raportissaan hän huomautti elektronien merkittävistä ominaisuuksista tyhjiössä, muun muassa siitä, että magneettikenttä aiheuttaa emission taipumisen. Hän esitti, että putki oli täynnä ainetta siinä, mitä hän kutsui ”neljänneksi tilaksi”; toisin sanoen molekyylien keskimääräinen vapaa tie on niin suuri, että niiden väliset törmäykset voidaan jättää huomiotta. Tällaisia putkia kutsutaan edelleen ”Crookesin putkiksi”, ja hänen työtään kunnioitettiin nimeämällä matalapaineen katodin lähellä oleva tila ” Crookesin pimeäksi avaruudeksi.”
Crookes antoi myös hyödyllisen panoksen radioaktiivisuuden tutkimiseen vuonna 1903 kehittämällä spinthariskoopin, laitteen alfahiukkasten tutkimiseen. Hän ennakoi, että tarvitaan kipeästi typpipitoisia lannoitteita, joita käytettäisiin viljelykasvien viljelyyn nopeasti kasvavan väestön tarpeisiin. Crookes teki paljon fenolin (karbolihapon) popularisoimiseksi antiseptisenä aineena; itse asiassa hänestä tuli puhtaanapidon asiantuntija. On myös syytä mainita, että hän oli vakavasti ja aktiivisesti kiinnostunut psyykkisistä ilmiöistä, joille hän omisti suurimman osan 4 vuotta.
Crookes aateloitiin vuonna 1897. Hänen avioliittonsa kesti vuodesta 1856 vaimonsa kuolemaan vuonna 1917; he saivat 10 lasta. Hän kuoli Lontoossa 4. huhtikuuta 1919.