Narodil sa ako štvrtý z piatich synov v rodine učiteľov na Karibskom ostrove svätej Lucie. Jeho rodičia emigrovali na Svätú Luciu z Antiguy. Potom, čo Lewis získal v roku 1937 titul B.Sc. a titul Ph.D. v roku 1940 na London School of Economics, prednášal na univerzite v Manchestri (1948 – 1957). V roku 1959 prijal miesto vedúceho katedry ekonómie na University of West Indies, kde pôsobil až do roku 1963. V tomto roku bol povýšený do šľachtického stavu, a bol tiež menovaný univerzitným profesorom na Princetonskej univerzite, pozíciu profesora si udržal až do dôchodku v roku 1983. V roku 1970 sa Lewis stal prvým riaditeľom Karibskej rozvojovej banky, do roku 1973 kedy sa vrátil na Princeton.
V roku 1979 získal za výskum hospodárskeho vývoja s dôrazom na rozvojové zeme a verejný sektor Nobelovu cenu za ekonómiu. Jeho ekonomická činnosť bola zameraná najmä na rozvoj, históriu a politiku.
