Guillaume est le fils de Vulgrin Ier, comte franc d'Angoulême, qui était à la tête d'un grand territoire d'Aquitaine s'étendant de la Saintonge à l'Agenais.
À la mort de ce dernier en 886, le comté est partagé entre ses deux fils : l'Angoumois et la Saintonge reviennent à Audoin, comte d'Angoulême, et le Périgord et l'Agenais à Guillaume, comte de Périgord[2]. Guillaume est ainsi le premier comte de Périgord. D'après certains historiens, il aurait aussi suppléé son frère Audouin au comté d'Angoulême lors de la maladie de ce dernier[3],[4].
Guillaume Ier de Périgord a pour épouse Rigilinde, peut-être la sœur du roi Eudes. Il a pour enfants Bernard, qui succèdera à son père en 918, et Sancia, qui épousera Adémar, comte d'Angoulême[5].