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  威廉出生在布魯塞爾,威廉二世國王的長子,母親俄羅斯的安娜·巴甫洛芙娜是俄羅斯沙皇保羅一世之女。早年威廉在軍中服役。  他的第一任妻子是表妹索菲(Sophie),符騰堡國王威廉一世的女兒,1839年結婚。婚姻不美滿,索菲是一個自由知識分子,恨一切獨裁,譬如軍隊。威廉比較簡單,保守,熱愛軍隊。索菲稱威廉是一個未受過教育的農民(他的婚外情,導致紐約時報稱他為"the greatest debauchee of the age",本時代最偉大的浪子) 。  威廉反對1848年他的父親威廉二世和約翰·魯道夫·托爾貝克制定的憲法,並修改它,禁止限制王權,希望像祖父威廉一世那樣執政。他試圖放棄王位,讓位給他的弟弟亨利。他的母親說服他取消了這一行動。一年以後(1849年)他的父親去世後,威廉成為國王。

  威廉多次想傳位給他的兒子。他仍任用憲法制定者托爾貝克領導代議制新政府。1862～1868年間,他得以透過內閣實行統治。1867年他試圖出售盧森堡大公國。此舉造成普魯士和法國的一場戰爭,最終使得盧森堡成為一個完全獨立的國家。此後他對議會影響變小,1877年索菲去世,多年的宮中戰爭落下帷幕。  1879年威廉決定娶瓦爾德克-皮爾蒙特的埃瑪公主為妻,埃瑪是威廉的遠方堂妹拿騷-魏爾堡的海倫娜的女兒。一些政客們頗為氣憤,因為她年少國王41年。當威廉得到議會許可,夫婦很快就結婚。她並不是他的第一選擇。他曾經被她的妹妹波琳公主(Princess Pauline of Waldeck and Pyrmont),以及丹麥的提拉公主拒絕過。  埃瑪瞭解威廉的反覆無常的個性,因此婚姻非常愉快。1880年生下威廉明娜公主。  威廉1887年得了重病,1890年去世。因為威廉明娜尚未達到成年,愛瑪成為攝政王后。在那個時候因為盧森堡大公國只能通過父系繼承,在薩利克繼承法(Salic Law)約束下,威廉三世的遠房堂弟前拿騷公爵阿道夫繼承為盧森堡大公。  除此之外,威廉三世還有11個私生子女
威廉三世(William III,全名威廉·亞歷山大·保羅·弗雷德裡克·路德維克,"Willem Alexander Paul Frederik Lodewijk";,1817年2月17日-1890年11月23日),尼德蘭國王和盧森堡大公(1849年3月17日-1890年11月23日)。