Guillaume est le fils de Rotboald II, comte de Provence et d'Ermengarde[1]. Sa mère semble s'être remariée, selon Georges de Manteyer[1] ou plus récemment par le médiéviste Laurent Ripart[2], à Rodolphe III, roi de Bourgogne[3]. Mais cette thèse ne fait pas l'unanimité[4].
Il est mentionné principalement entre 1030 à 1037, notamment par une donation avec son épouse à l'abbaye de Saint-Victor de Marseille (Cartulaire de Saint- Victor, n°681). Il est ainsi marié à Lucie (ego Willelmus, nobilissimus comes, et uxor mea, nomine Lucia)[1], dont l'origine reste inconnue, et dont il n'a pas d'enfant. Il succède ainsi à son père, à la tête du comté, avant 1014, sous le nom de Guillaume III (ou IV pour la médiéviste Eliana Magnani, qui désigne Guillaume II de Provence comme portant le numéro III[1]). Sa sœur, Emma, mariée à Guillaume III Taillefer, comte de Toulouse, lui succède.
En 1016, Guillaume et son frère Hugues sont présentés par leur mère à l'empereur Henri II à une assemblée à Strasbourg.
