Билли выросла в Суиндоне, ходила там в школу и посещала драмкружок. Еще подростком она начала сниматься на телевидении в передачах для детей. В 15 лет Билли заключила контракт со звукозаписывающей компанией и стала самым юным исполнителем, дебютировавшим на первом месте в британском хит-параде. Несколько ее песен становились хитами, ее номинировали на музыкальные награды BRIT Awards и Smash Hits. Всего Билли записала два альбома - Honey to the B и Walk of Life.
В 2003 году Билли решила забыть о карьере в поп-музыке и вернуться к своей первой любви - актерской игре. Взяв несколько уроков актерского мастерства в Лос-Анджелесе, она вернулась в Англию и быстро получила роли в телефильмах «Кентерберийские рассказы» и Bella and the Boys. Критики Билли хвалили и даже говорили, что как актриса она гораздо лучше, чем певица. Она успела сняться и в кино - в фильмах «Кальциевый малыш» с Орландо Блумом, «Успей сделать это до тридцати», «Ловушка для духа» (в последнем, кстати, сыграла русская певица Алсу).
В 2005 году Билли Пайпер появилась на британских телеэкранах в роли Роуз Тайлер, спутницы Доктора в возродившемся сериале «Доктор Кто». Простая девочка Роуз из Лондона полюбилась и зрителям, и критикам, а Билли получила за эту роль множество наград.