William var sønn av Ralph de Warenne og hans hustru Emma, og grandnevø av Gunnor, hertuginne av Normandie som var gift med Richard I av Normandie. Som ung man hjalp han hertug Vilhelm å feste grepet om Normandie, spesielt i felttoget fra 1052 til 1054 som endte i slaget ved Mortemer. Etter slaget mistet Roger de Mortemer de fleste av sine eiendommer, som hertugen gav til William de Warenne. Navnet kommer fra et slott han fikk ved den anledning, som ligger ved elven Varenne.