Полное имя Билли — Билли Айлиш Пират Бэйрд О’Коннелл, и она крайне уважительно относится к своим шотландским и ирландским корням. Оба ее родителя — фолк-музыканты, которые до сих пор занимаются творчеством, проживая в Лос-Анджелесе. Они решили, что их детям подойдет домашнее обучение, ведь в школе слишком много принуждения и мало простора для творчества. Долгое время Билли думала, что постоянное написание музыки — абсолютная норма для любых семей, и удивлялась, если встречала тех, кому это было неинтересно.
Мама Билли записывала веселое семейное видео, где двухлетняя девочка напевает «Twinkle Twinkle Little Star». Уже тогда она заметила, что у дочери музыкальный слух, и всячески поддерживала Айлиш в музыкальном развитии. Полноценно писать свою музыку Билли Айлиш начала в 11, не без помощи брата Финнеаса. Самым первым синглом Айлиш была песня «Ocean Eyes», которую брат написал для своей группы, но так и не использовал. В музыкальном клипе Билли Айлиш всего 13, но ее голос совершенно не соответствует подростковому. По словам Билли, она просто хотела поставить хореографию на эту песню со своим преподавателем и не ожидала, что клип привлечет так много внимания.
Ключ к успешному продвижению в поп-музыке всегда лежит в успешных коллаборациях, и Билли прекрасно об этом знает. Билли Айлиш выпустила совместный сингл с R&B исполнителем Khalid и сейчас рассматривает несколько других ярких предложений.