1936年8月21日，出生于美国宾夕法尼亚州费城。早年张伯伦不喜欢篮球，因为他认为这是“一个适合胆小鬼的游戏”。相反，他是一个狂热的田径运动员：作为一个青年，他跳高成绩1.98米，400米跑了49秒。因为张伯伦是一个很高的孩子，10岁已经测量到1.82米。
1953年，进入费城欧弗布鲁克高中，17岁的他身高已经有了2.12米，体重99kg，高中三年，率领母校从1952-53赛季起连续打出19胜2负，19胜0负和18胜1负的胜率。张伯伦留下了2206分的队史最高纪录和90分，74分，71分的单场得分数据。
1955年，宣布为堪萨斯大学篮球队效力，这时他的身高已经达到了2.16米，体重108kg。
1956年12月，迎来了自己的美国大学生篮球联赛（NCAA）处子秀，当即就以52分打破校史纪录，率领母校97：69击败对手西北大学，闯入了NCAA总冠军赛，尽管最终历经三个加时，以1分之差惜败于北卡大学，但张伯伦依然得到了该季的MOP（最突出球员奖）。
1958年5月，感觉大学篮球已毫无挑战性的张伯伦决定加入NBA，但由于联盟的相关规定被迫滞留一年。1958-59赛季，以当时非常高的的5万美金签约著名的哈林篮球队，进行巡回演出。
1955年，经过费城勇士队的老板Eddie Gottlieb向联盟的百般游说，最终加入NBA。其首场比赛对阵纽约尼克斯就砍下43分和28个篮板，这个赛季张伯伦凭借场均37.6分、27个篮板的数据包揽了最佳新秀，全明星MVP和常规赛MVP，并入选最佳阵容。
1960年，季后赛，费城勇士遭遇了波士顿凯尔特人，这是张伯伦首次与比尔·拉塞尔交锋，整个系列赛张伯伦的得分超出拉塞尔81分，但是凯尔特人还是4：2赢走了胜利。
1960-61赛季，场均贡献38.4分和27.2个篮板。
1961-62赛季，场均得分达到了50.4分，这也让他成为唯一一个单赛季得分超过4000分的NBA球员。
1962年3月2日，在和纽约尼克斯的比赛中得到了100分，帮助费城以169：147获得胜利。整场比赛他63投36中，这场比赛张伯伦的罚球32罚28中的命中率，那个赛季他的罚球命中率是50.6%。
1962年，随队搬迁到了旧金山，并在1962-63和1963-64赛季蝉联NBA得分王，张伯伦个人数据持续走高。
1965年，被交换到费城76人队，张伯伦刚刚入主球队时，76人只是一支胜率刚刚过半的球队，一年后他们便夺下了联盟最高的55胜25负
1966-67赛季，76人主帅亚历克斯汉纳姆明确要求张伯伦增加传球，减少出手，并在防守端表现出更强烈的侵略性，张伯伦采纳了主帅的建议。尽管那个赛季他场均得分下降到24.1分，职业生涯第一次无缘得分王，但命中率（68.3%）和篮板数（24.2）依旧优秀，并以7.8个助攻列助攻榜第三位。
1967-68赛季，成为联盟助攻王，他职业生涯第7次入选最佳阵容，并第4次当选MVP。
1968年，被交易到洛杉矶湖人，在洛杉矶度过了职业生涯的最后5年，帮助湖人先后四次闯入NBA总决赛。
1971-1972赛季，那个赛季张伯伦场均得分仅为14.8分，但篮板有19.2个，再次入选联盟最佳防守阵容。
1973年5月10日，在完成职业生涯最后一战后宣布退役，生涯最后一战他打满48分钟拿到23分21板3助的数据。退役后的他又打了一阵子职业排球。
1999年10月12日，因心力衰竭在洛杉矶的家中去世，享年63岁。
2届NBA总冠军（1967；1972）、1972年总决赛MVP。
4届NBA常规赛MVP（1960；1966-1968）。
13届NBA全明星阵容（1960-1969；1971-1973）、1960年全明星MVP。
10届NBA最佳阵容、2届NBA最佳防守阵容一阵。
7届NBA得分王、11届NBA篮板王、1968年NBA助攻王。
世界上单场NBA篮球赛最高得分的球员：他是是一个在一个赛季比赛场均得分超过40和50分的球员，他最著名的纪录是单场100分。
单场NBA比赛中个人投球最多：在1962年3月2日为费城76人队对阵纽约尼克斯队的比赛中攻入36球。
NBA半场得分最多的球员：1962年3月2日，在费城76人队对纽约尼克斯队的比赛中，下半场得到59分，成为NBA半场得分最多的球员。
单场NBA比赛篮板最多：一场NBA比赛中篮板最多的是55个，由张伯伦于1960年11月24日在美国宾夕法尼亚州费城的费城市民中心创造。
一个NBA赛季得分最多：在1961-62赛季为费城勇士队拿下4029分。
一个NBA赛季进球最多：在1961-62赛季为费城勇士队打进1597球。
NBA赛季中场均最高得分：在1961-62赛季为费城勇士队打出了NBA赛季最高的场均50.4分。
NBA比赛中罚球最多：在1962年3月2日费城76人队对纽约尼克斯队的比赛中罚球28次。
NBA官网评价：“他是篮球运动史上最强悍的统治者，其在进攻端展现出的能量可谓前无古人，后无来者。如果要列出一份有史以来最伟大篮球运动员的名单，相信绝大多数的球迷都会把威尔特·张伯伦的名字放在最顶端――至少无限接近这个位置。”
比尔·拉塞尔评价：“你没法防他。他的站立摸高达到12英尺。他即使后仰投篮，距离篮筐仍然很近，只要用手指轻轻将球一拨就能得分。”
埃尔金·贝勒评价： “我从没见过一个像他那样长得又高跑得又快的家伙。在统治篮下的同时，他能够打得和小个子一样灵巧自如。”
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