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  威廉出生在布鲁塞尔,威廉二世国王的长子,母亲俄罗斯的安娜·巴甫洛芙娜是俄罗斯沙皇保罗一世之女。早年威廉在军中服役。  他的第一任妻子是表妹索菲(Sophie),符腾堡国王威廉一世的女儿,1839年结婚。婚姻不美满,索菲是一个自由知识分子,恨一切独裁,譬如军队。威廉比较简单,保守,热爱军队。索菲称威廉是一个未受过教育的农民(他的婚外情,导致纽约时报称他为"the greatest debauchee of the age",本时代最伟大的浪子) 。  威廉反对1848年他的父亲威廉二世和约翰·鲁道夫·托尔贝克制定的宪法,并修改它,禁止限制王权,希望像祖父威廉一世那样执政。他试图放弃王位,让位给他的弟弟亨利。他的母亲说服他取消了这一行动。一年以后(1849年)他的父亲去世后,威廉成为国王。

  威廉多次想传位给他的儿子。他仍任用宪法制定者托尔贝克领导代议制新政府。1862～1868年间,他得以透过内阁实行统治。1867年他试图出售卢森堡大公国。此举造成普鲁士和法国的一场战争,最终使得卢森堡成为一个完全独立的国家。此后他对议会影响变小,1877年索菲去世,多年的宫中战争落下帷幕。  1879年威廉决定娶瓦尔德克-皮尔蒙特的埃玛公主为妻,埃玛是威廉的远方堂妹拿骚-魏尔堡的海伦娜的女儿。一些政客们颇为气愤,因为她年少国王41年。当威廉得到议会许可,夫妇很快就结婚。她并不是他的第一选择。他曾经被她的妹妹波琳公主(Princess Pauline of Waldeck and Pyrmont),以及丹麦的提拉公主拒绝过。  埃玛了解威廉的反复无常的个性,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。因为威廉明娜尚未达到成年,爱玛成为摄政王后。在那个时候因为卢森堡大公国只能通过父系继承,在萨利克继承法(Salic Law)约束下,威廉三世的远房堂弟前拿骚公爵阿道夫继承为卢森堡大公。  除此之外,威廉三世还有11个私生子女
威廉三世(William III,全名威廉·亚历山大·保罗·弗雷德里克·路德维克,"Willem Alexander Paul Frederik Lodewijk";,1817年2月17日-1890年11月23日),尼德兰国王和卢森堡大公(1849年3月17日-1890年11月23日)。