그의 성인 곤살베스에서 알 수 있듯 그의 부모는 포르투갈 마데이라 출신이다. 곤살베스는 9명의 형제자매 중 7째로 태어났으며 곤살베스가 태어나기 2년 전에 미국으로 이민을 왔다.

포츠머스에서 태어난 곤살베스는 매사추세츠의 폴 리버에서 성장했고 축구, 권투, 야구 등 여러 운동을 섭렵했다.

곤살베스는 1926년부터 보스턴의 루시타니아 레크리에이션 클럽에서 축구 선수로 활약했으며 1927년에는 지역에서 더블을 달성했다.

1927년, 곤살베스는 보스턴 사커 클럽의 선수가 되었지만 크리스마스 이브가 되도록 클럽에서 주전 자리를 잡지 못했다. 하지만 곤살베스는 데뷔전에서 2분 만에 골을 넣으며 주전 자리를 잡자마자 팀의 핵심 선수로 자리매김했고 남은 20경기에서 6골을 기록했다. 그의 활약으로 보스턴 사커 클럽은 아메리칸 사커 리그 우승을 차지했다.

곤살베스는 1929년 그가 자란 지역을 연고로 하는 폴 리버 마크스맨으로 팀을 옮겼고 FIFA 월드컵 최초의 해트 트릭 기록 보유자로 유명한 버트 파테노드와 호흡을 맞추며 마크스맨이 미국 축구계의 강팀으로 자리잡는 데에 큰 역할을 했다. 당시 곤살베스는 75경기에서 49골을 넣어 득점력도 뛰어났고 팀 내 어시스트 1위를 차지하기도 했다.

하지만 대공황이 터지면서 마크스맨은 물론 리그까지 휘청거렸다. 1931년 마크스맨은 뉴욕 사커 클럽과 합병하며 뉴욕 양키스로 팀 이름을 바꾸고 뉴 베드포드로 연고지를 옮겼고 뉴 베드포드 웨일러스로 이름을 또 바꾸었다. 하지만 이도 오래 가지 못해서 1932년에 웨일러스는 다시 폴 리버로 돌아와 폴 리버 FC가 되었다.

1933년, 아메리칸 사커 리그가 폐지되고 곤살베스는 새로운 팀을 알아보게 되었다. 이런 그를 찾아온 사람이 전 팀 동료이자 스틱스, 바에어 앤 풀러(Stix, Baer and Fuller)의 코치인 알렉스 맥냅(Alex McNab)이었고 곤살베스는 맥냅과 함께 팀에 합류했다. 세인트루이스에서도 그의 활약은 대단했고 팀은 3회의 리그 챔피언십과 역시 3회의 내셔널 챌린지 컵 우승을 차지했다.

1937년, 세인트루이스 샴록스[4]를 떠난 곤살베스는 여러 팀을 세인트 패트릭과 계약을 맺었지만 샴록스가 이를 문제 삼아 세인트 패트릭 팀을 고소하는 바람에 세인트 패트릭에서 뛰지 못하게 되었고 대신 세미 프로팀인 벨트마 드럭스에서 뛰게 되었다.

1938년부터 1941년까지 저니맨 생활을 한 곤살베스는 1942년 브루클린 히스파노에서 뛰게 되었고 이 팀에선 6시즌을 머물렀다. 곤살베스는 1952년, 44살이 될 때까지 뉴어크 FC에서 활약했다.

곤살베스는 미국 대표로 2차례 월드컵에 참가했다.

곤살베스는 초대 월드컵에선 미국의 3경기에 모두 출전하며 미국의 4강 진출에 기여했고, 1934년 월드컵에서도 지역 예선 멕시코전과 1라운드 이탈리아전에 모두 참가했다. 하지만 미국은 이탈리아에 1대7로 기록적인 대패를 당했다.

곤살베스는 미국 대표팀으로서는 월드컵에만 참가했고 총 5경기의 대표팀 출전 기록을 남겼다.

미국 축구계의 베이브 루스라는 극찬까지 나온 30년대 미국 축구계의 스타 플레이어. 강력한 슈팅과 함께 게임메이커로 양질의 패스를 뿌렸고 체구가 컸음에도 정교한 드리블도 가능했다. 그리고 경고나 퇴장이 선수 시절에 단 한 번도 없었을 정도로 신사적인 플레이를 펼쳤던 선수이기도 했다.

빌리 곤살베스의 부인인 메리 곤살베스는 1897년생으로 당시에는 보기 드문, 여자가 10살 이상 연상인 부부였다.