Начал профессиональную карьеру в 2015 году в возрасте 19 лет в родной Мексике.
С 2020-го проводит поединки преимущественно в США.
В октябре 2022 года решением судей победил экс-чемпиона мира Джозефа Диаса. Начиная с поединка против Диаса, Сепеда возглавляет боксёрские вечера, проводимые его промоутером Golden Boy. При этом, за чемпионский пояс Уильям ещё ни разу не дрался.
В ноябре 2024 года завоевал временный чемпионский титул WBC в лёгком весе [до 61,2 кг], одержав победу раздельным решением судей над Тевином Фармером. При этом, Сепеда оказался в нокдауне в четвёртом раунде.
В конце марта 2025-го провёл незамедлительный реванш с Фармером. На этот раз Сепеда победил решением большинства судей, сохранив временный титул WBC в лёгком весе.
13 июля 2025 года Сепеда в чемпионском поединке за полноценный титул WBC единогласным решением судей уступил Шакуру Стивенсону. Поражение стало для Уильяма первым в карьере.
