Fils d'un chirurgien d’Ealing (Middlesex), William Cooke étudia à Durham School (son père venant d’être nommé à l’Université de Durham), puis à l'Université d'Édimbourg, avant de s'engager dans l’Armée des Indes, à peine âgé de 20 ans[1]. Après cinq années de service, il reprit des études à la Faculté de médecine de Paris, puis à l’université de Heidelberg pour suivre les cours d’électromagnétisme de Georg Wilhelm Munke. Il assista dès 1836 à une démonstration d’une des premiers télégraphe de Schilling, reproduit par Munke pour illustrer ses cours : Cooke décida aussitôt d'exploiter cette invention pour les chemins de fer, et abandonna ses études de médecine[1].
Au début de l’année 1837, Cooke rentra en Angleterre, muni de lettres de recommandation pour Michael Faraday et Peter Mark Roget. Ces deux savants lui présentèrent Charles Wheatstone, qui avait donné trois ans plus tôt une série d'expériences sur la mesure de la célérité du courant électrique devant la Royal Society. Cooke, de son côté, avait confectionné un télégraphe à trois aiguilles reprenant l'idée de Schilling, et conçu une alarme mécanique pouvant être déclenchée à distance. Il avait également démarché Liverpool and Manchester Railway pour y placer ses télégraphes. Cooke et Wheatstone s’associèrent en mai 1837[1]. En l’espace d'un mois, il déposèrent un premier brevet d'alarme à distance. Cooke en fit divers essais sur les lignes télégraphiques de la London and Blackwall Railway, la London and Birmingham Railway et la Great Western Railway. Il ne put placer son modèle de télégraphe à cinq aiguilles, trop coûteux, mais en fit une démonstration le 25 juillet 1837 avec deux messages entre la gare d'Euston et celle de Camden Town[2] ; dès 1838, il avait réduit le nombre d’aiguilles à deux, et breveta cet appareil[1].
En 1840, Wheatstone annonça devant une commission parlementaire qu’avec Cooke, ils avaient breveté un nouveau télégraphe électrique ne nécessitant que deux fils électriques ; mais l’appareil était encore trop coûteux pour être commercialisé et ce n’est qu’en 1845 que les deux associés mirent au point le télégraphe électrique qui équipa toutes les lignes de chemin de fer du royaume[1] ; mais dans l’intervalle, Cooke et Wheatstone s’étaient querellés. Un procès de 1843 attribua plusieurs des brevets à Cooke, en dédommageant Wheatstone avec une indemnité kilométrique. Lorsqu’en 1846, Cooke lança l’Electric Telegraph Company avec de nouveaux capitaux, cette compagnie racheta les brevets de Cooke et Wheatstone pour 120 000 £[1].
Cooke s’efforça d'obtenir une prorogation de ses brevets originaux, mais la commission judiciaire du Privy Council decida que Cooke et Wheatstone avaient été suffisamment rémunérés avec leurs droits d’exploitation. La Royal Society of Arts leur décerna la Médaille Albert en 1867, et les savants furent anoblis dans les deux années qui suivirent.
