血液迴圈理論在如今是個尋常的知識，然而在哈維之前，這確實是個不為人所知的東西。
早在古希臘時期的亞里士多德就認為人的血管裡面充滿了空氣。後來古羅馬的醫生蓋倫推翻了亞里士多德的觀點，並認為血液是一點點的滲進血管，然後被運送到全身各處。這個觀點被公認為權威，一直為人們所遵循，直到一千多年後的威廉哈維，正確地描述了人體血液迴圈，證明了動脈和靜脈形成了完整的迴路，形成了血液迴圈理論，哈維也成為了生理學之父。
哈維在1578年4月1日出生於英國的肯特郡福克斯通的一個富裕家庭。他的父親是個成功的商人，並且後來還擔任了市長。家裡一共有九個孩子，哈維是老大。在上初中的時候，在叔叔家學習了拉丁語，這為他後來的學術研究打下了很好的基礎。
15歲的哈維考入了劍橋大學學習醫學，並且獲得了高額的獎學金。在大學的後兩年，分別去了法國、德國及義大利的大學學習，學習了很多先進的醫學知識。21歲時，哈維來到義大利的帕多瓦大學，並且在老師法布里休斯的教導下，學習瞭解剖學——那時的解剖學還鮮為人知。三年後哈維畢業了，獲得了醫學博士的學位。後來哈維回到倫敦擔任醫生，到了40歲的時候就被公認為倫敦最好的醫生。
自1400年前的神醫蓋倫在羅馬撰寫醫學教科書以來，西方關於血液和血液迴圈的醫學理論進展甚微。哈維對那些迷信亞里士多德或者蓋倫的人十分的鄙視，認為沒有進行驗證就輕信理論根本不能讓知識得到增長和進步。
在那個時代，蓋倫的放血療法十分的流行，尤其是民間的醫生，放血往往是他們拿手技術。不管有啥病，放血就完事了。剛上大學的哈維曾經深受其害，不過也從那時候，哈維對血液的流動就非常感興趣了。哈維的博士老師法布里休斯曾經發現了靜脈中瓣膜。學習瞭解剖技術的哈維就做了許多的實驗，他用兔子和蛇反覆做實驗，他把它們解剖開之後，找出還在跳動的動脈血管，然後用鑷子把它們夾住，觀察血管的變化。甚至還有人說，為了瞭解人體的構造，哈維曾經還偷偷的去墓地解剖人的屍體。
1628年，50歲的哈維發表了他的傑作《動物心臟和血液運動的解剖學研究》——一般稱之為《心血運動論》，他是第一個準確描述心臟功能和人體周圍血液迴圈的人。哈維首次展示了動脈和靜脈在整個身體中迴圈血液。他表明，心臟的跳動會在整個身體中產生持續不斷的血液迴圈。但是哈維的理論並沒有馬上得到歡迎——畢竟他的發現會讓許多庸醫砸了飯碗。因此即使哈維死去了200年後，放血療法依舊在使用——儘管很可能會造成壽命的縮短。
1651年73歲的哈維匿名捐款，為醫師學院建立新的圖書館。不過很快他的捐款者身份就曝光了，後來學院為哈維建造了一座雕像。1657年6月3日，哈維在他的一個兄弟的家中，因為腦溢血去世了。