Уильям Тилбери Фокс родился в 1836 в местечке Бротон графства Хэмпшир в большой семье хирурга Лютера Оуэна Фокса и Мэри Фокс, урожденной Тилбери. В недавно основанном Университетском колледже он был моложе своих однокурсников, что не помешало ему быть блестящим студентом и получить золотую медаль. Его путь в дерматологию не был прямым. Первоначальной целью его учёбы было получение специальности акушера. В 1850 он начал врачебную практику в лондонском районе Бейсуотер и вскоре получил должность врача-акушера в Фаррингдонском диспансере.

В последующие годы у Уильяма дал о себе знать особый интерес к грибковым инфекциям, который вскоре привёл его к дерматологии. Сэр Уильям Дженнер, его профессор и руководитель, который поощрял интерес к дерматологии нескольких своих молодых врачей, был настолько впечатлен таким энтузиазмом, что предложил Фоксу посвятить себя дерматологии. В 1863 увидела свет его работа «Кожные заболевания паразитарного происхождения». В том числе в этой работе содержались данные, полученные в результате экспериментов по самозаражению. 

На следующий год он принял приглашение графа Хоптауна присоединиться в качестве личного врача в путешествии по Ближнему Востоку, Индии и Египту. Это значимо не повлияло на благосостояние и академическое положение Фокса, но он обобщил полученный опыт и издал брошюры о распространении холеры и состоянии дерматологии в Египте. Он принял инфекционное происхождение холеры и основал свои рекомендации по профилактике на основании «великой силы передающих агентов, людей, кораблей и воздушных потоков». Во время своих путешествий Фокс узнал о некоторых нерешенных проблемах тропической дерматологии; например, большинство врачей имели опыт работы только в одной стране, вследствие чего одно и то же заболевание часто было известно под разными названиями (например, кожный лейшманиоз - «аллепское зло», «иерихонская пуговица», «делийское нагноение», «восточная язва»). По инициативе Тилбери Фокса в начале 1872 герцог Аргайл приказал распространить среди врачей «Схемы получения лучшего знания об эндемических кожных заболеваниях Индии». Пока Уильям был в поездке увидело свет первое издание его учебника по кожным заболеваниям, которое стало одной из влиятельных англоязычных работ в Англии и Америке. 

В 1866 Фокс принял приглашение стать врачом в кожном отделении больницы Чаринг-Кросс, но спустя всего два года Университетский колледж переманил его обратно. В последующие годы его репутация дерматолога продолжала укрепляться. Он активно изучал вопросы происхождения экземы, описал форму импетиго, до сих пор связанную с его именем, описал пигментную крапивницу и дал первое описание герпетиформного дерматита. Среди его многочисленных учеников были его преемник Генри Рэдклифф Крокер и многие американцы, например Генри Грейнджер Пиффард, один из основателей Американской дерматологической ассоциации. У себя дома Уильям оборудовал кабинет для амбулаторного приёма, где принимал пациентов с редкими болезнями и проводил занятия. 

В своей научной и практической работе он не был особенно оригинальным, тем не менее, в течение 20 лет он трудился над улучшением стандартов британской дерматологии. Фокс искренне огорчался бытующим мнением о том, что Лондон, по сравнению с Парижем и Веной, не подходит для изучения болезней. Причину этого он видел в большом количестве хирургов в дерматологии. Фокс сетовал на то, что больные кожными болезнями находились в руках «людей, уже перегруженных работой, которые в некоторых случаях не имеют никаких заслуг, кроме как стажа работы, или которые были полными дилетантами в дерматологии». Общее отношение медицинского руководства к специализации по узким дисциплинам было всё также полно скепсиса. В 1875 «Ланцет» выпустил печально известную публикацию: «Наше мнение против повышения специализации, особенно против узкой специализации по дерматологии, хорошо известно. Узких специалистов, как правило, нельзя назвать одними из самых образованных, а исключительная практика некоторых узких специальностей имеет тенденцию, если не развращать профессиональную мораль, то  закреплять и увеличивать невежество».

Сложно представить, чтобы Уильям Тилбери Фокс не был знаком с Эразмусом Уилсоном и Джонатаном Гетчинсоном, но консолидации их деятельности замечено не было. У независимого Уилсона, похоже, не было времени на взгляды других соотечественников, и, используя свой обширный клинический опыт и врожденный интеллект, он разработал свою собственную классификацию и лечение. Гетчинсон же представлял собой индивидуалиста, не склонного к работе в коллективе. Посреди этих трудностей Фокс стремился сделать дерматологию в Лондоне респектабельной и имеющей научную базу. Уильям обратился к работам Уиллана. Это была попытка напомнить дерматологическому миру об истоках и славе британской дерматологии. Фокс с гордостью заявлял о своём желании сохранить достижения Роберта Уиллана и применять на практике его классификацию. 

Также Фокс оспаривал точку зрения Фердинанда фон Гебры о верховенстве клинических проявлений при диагностике и лечении. Фокс обращал внимание на субъективные жалобы пациента, образ жизни, характер питания и обязательно учитывал конституцию (на основе гуморальной теории). Фокс полностью верил в свою способность исправлять состояние пациента с помощью лекарств. Например, холерический темперамент предполагал назначения рыбьего жира и железа, мышьяку отводилась роль в укреплении нервного тонуса, соляная кислота и пепсин облегчали диспепсию. Недостатки подхода Фокса коренились в том, что он в глубине души был конституциональным патологом, а конституциональная патология не являлась основой для научной медицины. Эта древняя доктрина не требовала чёткой концепции причины или каких-либо чётких доказательств. Гебра никогда не оставался в стороне от таких рассуждений. Не упоминая лично Фокса он оценивал этот подход, как демонстрацию «колоссальной глупости». Тилбери Фокс отвечал тем, что  никогда не верил в изящество и строгость подхода Гебры. Он высмеивал мнение Гебры в отношении общей патологии, считавшего в свою очередь это второстепенными вопросами. 

При всей ошибочности многих утверждений Фокса стоит отдать ему должное: он опроверг царившие в британской дерматологии верования в то, что кожа может генерировать микробы или грибки и что грибы могут быть патогенными (это отказывался признать Эразмус Уилсон).

Склонный к стенокардии Тилбери Фокс умер в возрасте 43 лет. Он был трудолюбивым, добродетельным и популярным, а также первым дерматологом, работавшим полный рабочий день в больнице. В более поздний викторианский период, в немалой степени благодаря Тилбери Фоксу, дерматология стала достойным занятием. Благодаря ему дерматология стала респектабельным и достойным занятием, что привлекло уже других, в будущем знаменитых врачей в эту область медицины.