Billy Bob Thornton nasceu em 4 de agosto de 1955 em Hot Springs, Arkansas, filho de Virginia Roberta (Faulkner), psíquica, e William Raymond (Billy Ray) Thornton, educador, professor de história do ensino médio e treinador de basquete (agora falecido) . Ele é o irmão mais velho de James Donald (Jimmy Don) (nascido em 1958 e agora falecido) e John David (nascido em 1969). Ele já foi casado seis vezes e tem quatro filhos: a filha Amanda Brumfield, com Melissa Lee Gatlin (atual paróquia); os filhos William e Harry, ambos com Pietra Dawn Cherniak; e filha Bella com Connie Angland.
Billy Bob começou sua carreira artística como músico, tocando bateria e cantando em uma banda chamada Tres Hombres, que uma vez abriu para Hank Williams Jr. Em 1981, mudou-se para Los Angeles com o amigo de infância Tom Epperson para seguir carreira de ator e escritor. . Do lado, Billy Bob também procurou trabalho como cantor e baterista. Ele e Epperson tentaram durante anos vender seus roteiros, mas ninguém estava comprando. Durante esses tempos difíceis, Billy Bob negligenciou sua saúde e, posteriormente, desembarcou no hospital com problemas cardíacos devido à desnutrição. Em 1992, Billy Bob estrelou One False Move (1992), um filme que ele co-escreveu com Epperson. A equipe finalmente recebeu atenção por causa desse trabalho, que foi muito bem recebido em Hollywood. Sua popularidade aumentou de forma constante, especialmente após Sling Blade (1996), que ele escreveu, dirigiu e em que ele estrelou.