William Jackson Palmer ble født 17. september 1836 på Kinsale Farm nær Leipsic, i Kent County i Delaware i USA. Foreldrene Matilda og John Palmer var kvekere, og William hadde to brødre - Frank og Charles, og en søster - Ellen. Da han var 5 år flyttet familien til Germantown i Pennsylvania der han ble voldsomt fascinert av lokomotivene til Pennsylvania Railroad. 17 år gammel fikk han jobb som assistent for en landmålergruppe hos Hempfield Railroad. Han utmerket seg, og med støtte fra slekt og venner reiste han til Storbritannia og Frankrike et par år senere for å lære mer om jernbane- og kullgruve-drift. Da han kom tilbake i 1856 ble han ansatt i Westmoreland Coal Company der onkelen Frank Jackson hadde en ledende stilling. Allerede 1. juni 1857 sikret han seg den ettertraktede stillingen som personlig sekretær for den mektige presidenten i Pennsylvania Railroad, John Edgar Thomson. Han fikk dermed førstehånds kunnskap om de forretningsmessige sidene ved å drive et jernbaneselskap. Amerikanske lokomotiver var på den tiden vedfyrte, og det var vanlig at jernbaneselskapene fikk hogstrettigheter langs linjene de bygde, både til sviller og til brennstoff. Pennsylvania Railroad ekspanderte, og det stadig økende antall lokomotiver gjorde at skogene selskapet hadde rettigheter til, begynte å bli snauhogde. Da Palmer var i Europa, merket han seg at nesten alle lokomotivene der var kullfyrte. Han greide å overbevise John Edgar Thomson om at kull var svaret på det tiltagende ved-underskuddet jernbanen opplevde. Pennsylvania Railroad ble det første amerikanske jernbaneselskapet som begynte å gå over til kullfyrte lokomotiver. Palmer fortsatte å arbeide ved Pennsylvania Railroad fram til utbruddet av den amerikanske borgerkrigen i 1861.