Willie McCool se graduó de la Preparatoria Coronado en Lubbock (Texas) en 1979; en 1983 obtuvo una licenciatura en ciencias aplicadas de la Academia Naval de los Estados Unidos, un máster en ciencias de la computación de la Universidad de Maryland, y en 1992 un máster en ciencias en ingeniería aeronáutica de la Escuela Naval de Postgrado.