Родился в Лондоне в семье художника. Склонность к писательству проявил еще в школе. Изучал юриспруденцию, в 1851 году сдал экзамен и стал адвокатом, но практикой не занимался ни дня - написал исторический роман и картину, которую впоследствии поместили в Королевскую академию, и уехал в Париж.
Свою первую книгу, «Воспоминания об Уильяме Коллинзе, эсквайре», опубликовал в 1848 году. С 1850 года начали выходить романы Уилки Коллинза - «Антонина» (1850), «Бэзил» (1852), «Женщина в белом» (1860), «Лунный камень» (1868) и другие.
Острый сюжет, перебиваемый разноречивыми свидетельствами участников драмы («Женщина в белом», 1860, рус, пер. 1957), элементы «экзотики» и психологические аномалии («Лунный камень», 1868, рус, пер. 1947), колоритные образы (проницательный детектив-любитель, чудаковатый профессиональный сыщик) - характерные черты романов Коллинза, одного из зачинателей современной детективной литературы.
В начале 50-ых годов Коллинз подружился с Диккенсом, который впоследствии помог ему издать "Женщину в белом".
Искусство интриги у Коллинза высоко ценил Ч. Диккенс, написавший совместно с ним повести «Ленивое путешествие двух досужих подмастерьев» (1857), «В тупике» (1867, рус, пер. 1868) и др.
Под влиянием Диккенса в творчестве равнодушного к социальной тематике Коллинза получили известное критическое отражение косность английского суда, буржуазное лицемерие и стяжательство.