Adolescent, Bill Cosby rejoint l'United States Navy et y complète ses années de lycée. Il terminera ses études par une école supérieure de sport à Temple, dans le
Texas. Il tiendra ensuite un café-bar, où son humour et son esprit seront remarqués pour la première fois, grâce à sa relation avec les clients.
Bill Cosby commença à la télévision et au cinéma dans les années 1960. Il est alors repéré pour son humour par
Carl Reiner, qui l'aidera à faire ses preuves pour la télévision. En 1969, il sera le premier noir-américain à créer un sitcom interprété seulement par des noirs : le Bill Cosby Show. Plusieurs dérivés découleront, comme un dessin animé pour les enfants par exemple.
Au vu de sa réussite à la télévision, Bill Cosby décide de se lancer dans le cinéma, où il sera lors de ses débuts le partenaire de
Sidney Poitier dans ses comédies. Il sera aussi derrière la caméra avec Uptown Saturday Night en 1974. Mais on le remarquera surtout pour son jeu dans les comédies, celle de Peter Yates : Ambulances tous risques en 1976, ou California Hôtel de
Herbert Ross en 1978, où il jouera aux côtés de
Jane Fonda,
Michael Caine et
Walter Matthau.
Il se mettra ensuite à l'écriture, à la production, et même à la composition : en 1990, Ghost dad où l'on retrouve aussi
Sidney Poitier. Cette même année,
Francis Ford Coppola lui offrira un rôle dans Jack, qui n'aura pas un grand impact commercial.
Mais, en 1987, son long métrage Leonard Part 6, élu pire film de l'année, et considéré comme l'un des pires longs métrages de l'histoire du cinéma américain, lui fera perdre son image. En 1996, il essaiera un retour avec Jack, mais ce film ne réussira pas à lui redonner son ancienne qualité. En 1997, avec le meurtre de son fils Ennis, il tombera dans la déprime, mais prendra conscience des idées sociales qu'avaient les gens à son propos, un noir.
Bill Cosby est le premier noir à avoir réussi à se faire une image durable dans le monde du cinéma et de la télévision, son influence n'a jamais cessé de grandir.
Il est marié avec Camille O. Cosby, née Camille Olivia Hanks, depuis le 25 janvier 1964. Ensemble, ils ont eu cinq enfants.