Hans far var en fremtrædende advokat, og hans mor tjente i bestyrelsen for First Interstate BancSystem og United Way. Gates' morfar var J. W. Maxwell, præsident for en nationalbank. Gates har en ældre søster, Kristi (Kristianne), og en yngre søster, Libby. Han er den fjerde af sit navn i sin familie, men er kendt som William Gates III eller "Trey" fordi hans far havde "II" ASX. Familien boede i Sand Point-området i Seattle i et hjem, der blev beskadiget af en sjælden tornado, da Gates var syv år gammel.
en ældre søster, Kristi (Kristianne), og en yngre søster, Libby