El seu pare, Walter Bruce Willis, va néixer el 19 de març de 1955, a la ciutat d'Idar-Oberstein, Alemanya Occidental. El seu pare, David Willis, era un soldat nord-americà. La seva mare, Marlene, era alemanya, nascuda a Kassel. Willis és el més gran de quatre fills amb una germana anomenada Florence i dos germans, Robert (mort) i David.
Universitat Estatal de Montclair