En 1657, il étudie au Middle Temple. La même année, William Neile calcule la valeur exacte de la longueur d'un arc, aussi appelée «rectification», de la parabole semi-cubique, puis communique son résultat à William Brouncker, Christopher Wren et d'autres scientifiques reliés au Gresham College. Sa démonstration est publiée par John Wallis dans son De Cycloide (1659). La forme générale de la rectification à l'aide d'une intégrale définie a été découverte en premier par Hendrik van Heuraet en 1659. En 1673, Wallis affirme que Christian Huygens, qui avance pour sa part avoir influencé les travaux de Heuraet, a ignoré la priorité de Neile[1],[2].
Neile est élu fellow de la Royal Society le puis membre du conseil le . Il participe aux travaux de la société sur la théorie du mouvement, en tant que critique de l'approche empiriste soutenu par d'autres membres. Sa théorie du mouvement est négligée à la suite de critiques de Wallis en 1667; une révision est communiquée à la Royal Society le . Neile s'est objecté à la théorie de Wren (1668) sur les collisions parce qu'il n'y a aucune mention de causalité; il a aussi demandé des débats sur la nature de la quantité de mouvement. Les travaux de Neile ont été principalement influencés par les écrits de Thomas Hobbes dans son De Corpore[1],[3],[4].
William Neile a effectué des observations astronomiques à l'aide d'instruments érigés sur le toit de la maison paternelle à White Waltham dans le Berkshire, où il est mort à l'âge de 32 ans. Un monument en marbre blanc est érigé dans la paroisse de White Waltham pour commemorer ses travaux. Il a été membre du Conseil privé de Charles II[1].
