Вилли Ронис родился 14 августа 1910 года в Париже.
Его отец, выходец из Одессы, содержал фотостудию на Монмартре, где Ронис и получил первые навыки работы в области фотографии.
Под воздействием работ американских фотографов Ансельма Адамса и Альфреда Штиглица начинает углубленное изучение фотографии.
В 1949 году, после смерти отца, закрывает семейную студию и начинает работать с фотоагентством Rapho, с которым также сотрудничали Брассай и другие знаменитые фотографы.
В начале 1950-х годов становится первым французским фотографом, работавшим для журнала LIFE.
В 1950-е годы начал преподавать фотографию в Школах изящных искусств в Авиньоне, Экс-ан-Провансе и Марселе.
В 1953 году в Музее современного искусства в Нью-Йорке состоялась выставка пяти французских фотографов, в число которых вместе с Брассаем и Анри Картье-Брессоном вошел и Ронис.
Ронис – обладатель многочисленных наград и грантов, его творчеству посвящены десятки публикаций, монографий и альбомов. Его работы находятся в крупнейших музейных и частных собраний мира.
Умер в 2005 году в Париже.