I genitori di Bill divorziarono quando lui e il suo gemello Tom avevano solo sei anni.[1] Sua madre si risposò con un altro uomo, Gordon Trümper. Quest'ultimo, ex multi-strumentista di un gruppo rock, trasmise a lui e a suo fratello l'amore per la musica avviandoli ad intraprendere una carriera in questo ambito. Ha vissuto a Loitsche, nelle vicinanze di Magdeburgo, mentre ora, quando lui e gli altri componenti del gruppo devono registrare vive ad Amburgo con il gemello Tom, il batterista Gustav Schäfer e il bassista Georg Listing nella casa situata all'interno dello studio di egistrazione. Cominciò a scrivere testi a soli 8 anni, e già a quell'età iniziò a cantare e comporre con il fratello, mandando le proprie canzoni alle case discografiche.[senza fonte] La prima canzone a cui ha dato vita s'intitola Leb die Sekunde ("Vivi il secondo"), presente nel loro album di debutto, Schrei, in seguito rinominato Schrei: So Laut Du Kannst. Dopo l'incontro con Gustav Schäfer (batterista) e Georg Listing (bassista), decide di comune accordo con il gemello Tom (chitarrista) di dare vita ai "Devilish" nel 2001, che però mutarono in "Tokio Hotel" nel 2003, sotto etichetta Universal Music.
Nel 2003, Bill partecipò alla trasmissione televisiva Star Search, ma si classificò al secondo posto, tra i disaccordi del pubblico sulla vincita di Oliver Bruton, cantando It's Raining Men. Proprio in questa situazione venne notato da un produttore che decise di mettere sotto contratto la band dopo che essa aveva presentato le loro canzoni.
Bill KaulitzSarà la canzone Durch den Monsun (Monsoon, nella versione in lingua inglese) a farli conoscere in tutta Europa, raggiungendo le vette di tutte le classifiche a livello europeo[2] e vincendo numerosi dischi di platino e d'oro tra Germania, Austria, Svizzera, Francia e Italia, nell'estate del 2007. In seguito a questo successo, i Tokio Hotel intraprendono un tour mondiale, che però viene momentaneamente interrotto nel marzo del 2008 a causa di una cisti nelle corde vocali di Bill, che lo costringe a un'operazione affinché venga asportata e la convalescenza. Fortunatamente il tour riuscirà ad essere ripreso durante l'estate 2008 con il 1000 hotels tour-open air che toccherà tutte le città in cui si dovevano tenere i concerti precedentemente annullati.