Bill kommer från en stor familj. Hans föräldrar och hans sju bröder. Men två av dem, Ossian och Kolbjörn är hans halvbröder. Hans familj bedriver en skådespelarkarriär. Hans pappa, Stellan Skarsgård, som är en känd skådespelar och på grund av honom blev hans söner skådespelare. Bills mamma, My Skarsgård, som är en läkare. Hans tre bröder, Alexander, Gustaf och Valter, vem är också känd skådespelare. Bill är i förhållande till en svensk skådespelare, Alida Morberg och de har en tjej barn tillsammans.