Происходил из старинной французской аристократической семьи, перебравшейся в 1870 году в Бельгию, сначала в Спа, а затем в Брюссель. В юности Вильям мечтал стать музыкантом. В 1883 году молодой художник арендует совместно с Яном Торопом, работы которого высоко ценил, в Мехелене рабочую мастерскую. В это же время он подружился с живописцем Анри де Круа и увлёкся символизмом.
Многие друзья Дегув де Нункве принадлежали к бельгийским литературным кругам. В 1894 году он женится на сестре бельгийского поэта-символиста Эмиля Верхарна. В Париже его творчество высоко ценилось такими мастерами, как О.Роден, Пюви де Шаванн, Морис Дени. Вплоть до 1900 года известен как убеждённый символист. Затем — член бельгийской авангардистской группы «ХХ» (Двадцатка). Много путешествовал, посетил Испанию, Италию, Австрию, в 1900—1902 годах жил с женой на Мальорке, где писал апельсиновые рощи. В начале ХХ столетия (около 1910 года) перенёс тяжёлый духовный и религиозный кризис, оставивший след и на его творчестве. В 1919 умирает жена художника, и он теряет руку. Остаток жизни провёл в Бельгии, в Ставело, где женился вторично на своей служанке-сиделке и где писал преимущественно зимние ландшафты.
Вильям Дегув де Нункве прославился своими полными таинственности пейзажами.