William A. Eaton ist seit 1986 Leiter des chemisch-physikalischen Labors an den National Institutes of Health, in deren Dienst er 1968 als Amtsarzt der öffentlichen Gesundheitsversorgung eintrat. Eaton ist international bekannt für seine wegweisenden Forschungen zur Physik und Chemie von Proteinen. Seine grundlegenden Untersuchungen zur Sichelzellenkrankheit stehen beispielhaft für die herausragende Rolle, die biophysikalischer Grundlagenforschung zum Verständnis menschlicher Erkrankungen zukommen kann. Durch den Einsatz von Laserpulsen hat Eaton die Forschung zur Proteinfaltung entscheidend vorangebracht. Er ist wissenschaftlicher Direktor des Forschungsprogramms „Intramural AIDS Targeted Anti-viral Program“ (IATAP), in dem eine Gruppe von weltweit führenden Biophysikern arbeitet, die sich der Erforschung von HIV/AIDS verschrieben hat.

William Eaton ist mit zahlreichen Auszeichnungen geehrt worden, darunter im Jahr 2011 mit dem „Max Delbruck Price in Biological Physics“ der American Physical Society, 2009 mit dem „Hans Neurath Award“ der Protein Society und 2006 mit dem „Founders Award“ der Biophysical Society; außerdem wurde er in die American Academy of Arts and Sciences und die National Academy of Sciences gewählt.

Der Freien Universität Berlin ist William Eaton verbunden, seitdem er in den Jahren 1959 und 1960 der erste sogenannte Willy-Brandt-Austauschstudent zwischen der Universität Pennsylvania und der Freien Universität war.