1778年5月に大ピットが死ぬとその派閥を継承した。大ピットと同じくアメリカ独立に反対した。これに対して第2代ロッキンガム侯爵チャールズ・ワトソン＝ウェントワース率いる野党派閥は、アメリカ独立に前向きであり、両派閥は同じ野党でありながら対立を深めた。また議会外民衆による議会改革運動についてもロッキンガム侯が冷淡な態度をとったのに対して、シェルバーン伯は「有効な議会刺激策」と評して好意的な態度をとった。この件を巡っても両派閥は鋭く対立し、ロッキンガム派はシェルバーン派を「空想的・幻想的理念に浸って、現実的な改革を水泡に帰せしめている」と批判し、他方シェルバーン派はロッキンガム派を「宮廷政府に抵抗できる民衆世論の自由な展開を頑固に阻止している」と批判していた。1780年4月にはシェルバーン派に属する議員ジョン・ダニング(後の初代アシュバートン男爵)が君主権力の制限を求めるダニング動議を提出し、可決されたが、その請願が受け入れられない限り解散総選挙は認めないとする動議は政府の中立派議員取り込みの多数派工作や両野党の分裂状態のために可決されなかった。この野党の分裂状態はノース卿内閣の政権維持に資していた。
政界においては1760年にウィカム選挙区から庶民院議員に当選。1761年5月にシェルバーン伯爵位をはじめとする父の爵位を継承し、貴族院へ移籍した。ホイッグ党に所属し、大ピット（チャタム伯爵）に近しい立場をとっていたため、1766年7月に大ピット内閣が成立すると南部担当国務大臣として入閣した。大ピットやシェルバーン伯はアメリカ植民地の独立を防ぐため、植民地に対して温和な見解を有したが、対植民地強硬派の閣僚が増えてくると、二人は孤立し、1768年10月に二人揃って辞職することになった。
1757年にイギリス陸軍に入隊。1759年には7年戦争のミンデンの戦いに従軍した。1760年に大佐に昇進。1760年から1763年にかけてはイギリス国王の副官を務める。1760年にクロスター・カンペンの戦いに従軍。1765年には少将、1772年には中将、1783年には大将に昇進した。
1737年5月2日、後に初代シェルバーン伯爵に叙されるジョン・フィッツモーリス(後にペティと改姓)とその妻メアリーの長男としてアイルランド王国首都ダブリンに生まれる。父も母も13世紀以来ケリー男爵の爵位を継承し続けるアイルランド貴族フィッツモーリス家の出身である。父ジョンは初代ケリー伯(第21代ケリー男爵)トマス・フィッツモーリスの次男である。母メアリーは初代ケリー伯の弟ウィリアムの娘だった（従兄妹の結婚）。経済学者のウィリアム・ペティの曾孫にあたる。次男であるためケリー伯爵位やケリー男爵位を継承することが予定されてなかった父は1751年に母方の姓ペティに改姓し、1753年にはペティ家に由来する爵位であるアイルランド貴族シェルバーン伯爵に叙せられた。ウィリアムも父の改姓の際にペティに改姓した。オックスフォード大学クライスト・チャーチで学んだ。
厚生労働省の1998年（平成10年）から2002年（平成14年）までの人口動態統計によると、市区町村別の合計特殊出生率は東京都渋谷区が最低の 0.75 であり、最高は沖縄県多良間村の 3.14 であった。少子化傾向は都市部に顕著で、2004年（平成16年）7月の「平成15年人口動態統計（概数）」によれば、最も合計特殊出生率が低い東京都は全国で初めて 1.00 を下回った（発表された数字は 0.9987 で、切り上げると1.00となる）。一方、出生率の上位10町村はいずれも島（島嶼部）であった。首都圏（1都3県、東京都・神奈川県・埼玉県・千葉県）については、20-39歳の女性の約3割が集中しているにもかかわらず、出生率は低く次の世代の再生産に失敗している。そのため、「都市圏の出生率が低くても地方から人を集めればいいという安易な発想は、日本全体の少子化を加速させ、経済を縮小させる。」との指摘がある。2005年以降は、都市部で低い傾向に加え、西日本を中心に合計特殊出生率が大幅に改善したことを受けて、西日本で高く東日本で低い傾向が新たに表れている。2018年の都道府県別合計特殊出生率では、上位10県のうち6県を九州沖縄地方が占め、残りも島根、鳥取、香川と西日本に集中した。これらを受けて、九州各県は人口予測を上方修正している。一方で、出生率下位の都道府県を見ると、北海道がワースト2位、宮城県がワースト4位に入ったほか、決して都市部とは言えない秋田県ですらワースト6位の1.33で、埼玉県や千葉県、大阪府を下回る神奈川県並の水準となった。他の東北地方も総じて低水準となっている。西日本で特に高い水準にある島しょ部の出生率も、北日本では低くなっている。このような傾向がみられる要因として、西日本の方が東日本よりも女性の社会進出率や女性の幸福度が高いことなどが挙げられている、が明確なことはわかっていない。2018年の都道府県別合計特殊出生率が最も高かったのは沖縄県で1.89、次いで島根県1.74であり、上位県でも人口置換水準を下回っている。一方、最下位の東京都が1.20、次いで北海道1.27であった。なお、戦前の1925年の統計では、合計特殊出生率上位5県が東北北海道で占められ、沖縄県が全国最低水準、その他下位も三府を除けば、兵庫県、岡山県、福岡県、高知県、山口県であり、現在とは逆の傾向であった。