William Douglas war der Sohn von Sir Robert Douglas of Lochleven (* 1515; † 1547, Schlacht bei Pinkie Cleugh) und Margaret Erskine, einer Mätresse von Jakob V. Über seine Mutter war er der Halbbruder des schottischen Regenten James Stewart, 1. Earl of Moray, der seinerseits ein Halbbruder von Maria Stuart war, die als schottische Königin 1567/68 auf Williams Stammsitz Loch Leven Castle gefangengesetzt war. Des Weiteren war er ein Vetter des schottischen Regenten James Douglas, 4. Earl of Morton (* 1525; † 1581). Gemäß dessen Verfügung folgte William of Lochleven 1588 Archibald Douglas, dem Neffen und Ziehsohn James Douglas’, in der Earlswürde.