Fichtner nació en la Mitchel Air Force Base de East Meadow, Nueva York,[1] y fue criado en Cheektowaga, Nueva York, hijo de Patricia A. Steitz y William E. Fichtner.[2][3] Es de ascendencia alemana.[4]
Fichtner se graduó en la Maryvale High School (en Cheektowaga, Nueva York) en 1974. Después de graduarse en el Farmingdale State College en 1976 con un título técnico en justicia penal, asistió a SUNY Brockport y consiguió un Bachelor of Arts en justicia penal en 1978. Fichtner decidió estudiar en la American Academy of Dramatic Arts de Nueva York. Sobre su decisión de estudiar actuación, Fichtner le da el crédito al consejero estudiantil del Farmingdale State College, Don Harvey. Harvey, quien se volvió su amigo cercano, llevó a Fichtner a su primer show de Broadway. En 2008, Fichtner fue distinguido con un Doctorado Honorario en Letras en el Farmingdale State College.[5]
Acreditado como Bill Fichtner, prestó su voz al personaje Ken Rosenberg en los populares videojuegos Grand Theft Auto: Vice City y Grand Theft Auto: San Andreas. Entre 2005 y 2006, Fichtner protagonizó la serie dramática de ciencia ficción Invasion, interpretando al Sheriff Tom Underlay. Después de que Invasion fuera cancelada, Fichtner interpretó al Agente Alexander Mahone en la segunda, tercera y cuarta temporada de Prison Break, entre 2006 y 2009.[6] Además fue invitado a un episodio de The West Wing, titulado "The Supremes", en el papel de Christopher Mulready, un brillante y conservador juez nominado a la Suprema Corte. Fichtner también tuvo un pequeño papel como el mánager del Banco Nacional de Gotham en la película The Dark Knight, y como Jurgen en Equilibrium; ambas protagonizadas por Christian Bale.
En el año 2013 participó de la película The Lone Ranger, una película wéstern de acción dirigida por Gore Verbinski que fue estrenada en Estados Unidos el 3 de julio de 2013. Distribuida por Walt Disney Pictures, está basada en la serie televisiva del mismo nombre ambientada en el Viejo Oeste americano. William Fichtner interpreta al villano de la cinta. Luego de esta película, interpretó al Detective Carl Hickman en la serie televisiva Crossing Lines.