William Melvin Kelley wurde am 1. November 1937 auf Staten Island in New York als Sohn von Narcissa Agatha Garcia und William Kelley geboren. Die afroamerikanische Familie wohnte in der Bronx. Der Vater war Chefredakteur der Zeitung „Amsterdam News“ in Harlem.

Während des Studiums an der Harvard University in Cambridge/Massachusetts beschloss William Melvin Kelley, Schriftsteller zu werden. Nach dem Tod seiner Eltern versagte er bei den Prüfungen und brach das Studium 1960 ab. Er zog zu seiner in New York als Schneiderin arbeitenden Großmutter und verfasste dort seinen Debütroman „A Different Drummer“ / „Ein anderer Takt“, der 1962 erschien.

Am 15. Dezember 1962 heiratete William Melvin Kelley die Malerin Karen Gibson, die sich später AIKI nannte. 1963 zogen die beiden von New York nach Rom, wo sie im November die Nachricht vom Attentat auf John F. Kennedy hörten.

William Melvin Kelley stellte Anfang 1964 in Rom das Manuskript seines Romans „A Drop of Patience“ / „Ein Tropfen Geduld“ fertig. Den Sommer 1964 verbrachten die Kelleys in Spanien. Anschließend waren sie noch einige Tage in Paris, bevor sie nach New York zurückkehrten. Dort gebar Karen Kelley im Februar 1965 ihre Tochter Jessica. Cira, die zweite Tochter, kam im Mai 1968 in Paris zur Welt.

Nach der Ermordung von Martin Luther King am 4. April und Robert F. Kennedy am 6. Juni 1968 beschlossen die Kelleys, ihre Töchter nicht in den USA aufwachsen zu lassen und siedelten nach Jamaica über. Dort übernahmen sie den jüdischen Glauben, ohne sich jedoch einer Gemeinde anzuschließen.

1977 kehrte die Familie Kelley mittellos von Jamaica nach New York zurück. Vergeblich versuchte William Melvin Kelley, an seine früheren Erfolge als Schriftsteller anzuknüpfen. 1989 begann er, am Sarah Lawrence College Creative Writing zu lehren.

William Melvin Kelley starb am 1. Februar 2017 in Harlem.