1908년 미국 캘리포니아 주 프레즈노에서 아르메니아계 이민자 가정의 아들로 태어났다. 세 살 때 작가인 아버지가 세상을 떠난 후 가난으로 인해 그와 동생들은 고아원에 맡겨졌다. 오 년 뒤 그의 가족은 다시 모여 살 수 있게 되었는데, 이때부터 사로얀은 학업을 이어가기 위해 닥치는 대로 여러 일을 해야 했다.
사로얀이 작가가 되기로 결심한 것은 아버지가 쓴 작품을 보게 되면서부터였다. 그는 1930대부터 자신이 쓴 글을 발표하기 시작했는데, 1933년에는 시라크 고리얀이라는 필명으로 아르메니아의 한 잡지에 「부서진 바퀴」라는 작품을 발표하기도 했다. 1934년 잡지 <스토리>에 실린 단편 「공중그네를 탄 용감한 젊은이」는 사로얀의 첫 성공작으로, 대공황 시대에 살아남기 위해 분투하는 가난한 젊은 작가의 이야기를 그렸다. 이후 사로얀은 프레즈노에서 보낸 어린 시절과 아르메니아계 미국인으로서의 애환을 담은 작품들을 활발히 발표했고 대중에게 큰 사랑을 받았다. 1943년 출간된 『휴먼 코미디』는 2차 대전 당시 캘리포니아 주에 있는 가상의 도시 이타카를 배경으로, 전보 배달원 소년 호머와 그의 가족, 그리고 이타카 사람들의 이야기를 잔잔하고 따뜻하게 그려내 큰 호평을 받았으며, 영화와 뮤지컬로도 제작되었다. 소설가인 동시에 극작가이기도 했던 사로얀은 1939년에 발표한 희곡 『네 인생의 한때』가 퓰리처상 수상작으로 결정되자 상업이 문학을 판단하는 것을 비판하며 수상을 거부하기도 했다.
주요 작품으로 소설 『내 이름은 아람』(1940) 『웨슬리 잭슨의 모험』(1946) 『록 워그럼』(1951) 『트레이시의 호랑이』(1952), 희곡 『내 마음은 고원에』(1939) 『아름다운 사람들』(1941) 등이 있다. 20세기 미국의 주요 작가로 평가받는 윌리엄 사로얀은 1981년 전립선암으로 세상을 떠났으며, 그의 유해는 캘리포니아와 아르메니아에 반씩 뿌려졌다.
