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Il est principalement connu pour son travail sur l'album Pop Satori d'Étienne Daho en 1986 et sur l'album Ray of Light de Madonna, qui a reçu quatre Grammy Awards, mais il a également enregistré plusieurs albums solos en grande partie instrumentaux qui portent le nom de Strange Cargo.
En 2010, William Orbit sort de sa « retraite » pour produire le 4e album studio de Katie Melua, The House, sorti en .
En , des rumeurs annoncent qu'il travaillerait sur le 7e et nouvel album studio de Britney Spears, chose qu'il confirmera un mois plus tard via son Twitter personnel.[réf. nécessaire].
Il sort un nouvel album en 2022 intitulé 'The Painter' dans lequel il fait appel à plusieurs musiciennes comme Beth Orton avec qui il avait déjà collaboré, Katie Melua, Georgia.