Nació en una familia rica, y tenía todas las ventajas de una educación privada de élite antes de asistir a la Universidad de Yale. Obtuvo su título de médico en la Universidad de Columbia, pasó dos años estudiando en Europa, y estableció una práctica respetada en Nueva York.
En 1877, mientras trabajaba en el Hospital Bellevue de Nueva York, trató de convencer a los administradores del hospital para la construcción de un quirófano estéril. El hospital se negó, ya que la propuesta era una gran innovación y bastante cara, por lo que Halsted utilizó 10,000 $ de sus propios fondos para levantar una carpa en el recinto del hospital, equipado con suelos de madera de arce, las luces de gas, e instalaciones de esterilización siendo el primer entorno operativo estéril en la historia clínica .
En 1886 llegó a Baltimore por invitación del Dr. William H. Welch , y allí pasó varios años experimentando con perros para mejorar la técnica quirúrgica para la sutura intestinal y la cicatrización de heridas.
En su larga carrera en Hopkins, Halsted introdujo las técnicas quirírgicas de aneurismas, bocios, reparación de hernia, suturas intestinales, cirugía del tiroides y el tratamiento de la tuberculosis, y estableció el sistema de formación de residencia, además de un mayor énfasis en la limitación de la pérdida de sangre y reducir al mínimo los tejidos dañados.
En el año 1890 fue nombrado jefe del servicio de cirugía del recién inaugurado hospital de la Universidad Johns Hopkins (Johns Hopkins University) y en 1892 accede al nombramiento como primer profesor de cirugía de la escuela de medicina.
William S. Halsted fue el inventor de los guantes de látex en 1889.
Lo hizo por amor pues una enfermera del hospital Johns Hopkins de Bartimore, su instrumentista, Caroline Hampton, sufrió un eczema debido a los líquidos utilizados para desinfectar el material quirúrgico.
De este modo, el jefe de cirugía, William S. Halsted, enamorado de ella, se puso a pensar una solución para este problema.
Halsted encargó a la empresa Goodyear, fabricante de neumáticos y artículos de caucho, que fabricara unos guantes de goma para la protección de la piel de su ayudante, con una goma lo suficientemente fina para permitir un trabajo manual preciso. Éste fue el origen de la a utilización actual de los guantes de goma en los quirófanos. Curiosamente, durante un largo tiempo Halsted los utilizó simplemente como medida protectora del cirujano y sus ayudantes y no se percató hasta después de varios años de la contribución de los guantes a la asepsia de la cirugía.
Con esto resolvió el problema de su amada.
Por supuesto, se casó con Carolina Hampton.
Fue sometido a una colecistectomía en 1919 y reintervenido por colangitis en 1921, falleciendo un año más tarde como consecuencia de una complicación neumónica.