빌럼이 태어나기 80일 전, 그의 아버지는 천연두로 사망했다. 태어나자마자 빌럼 3세 판 오라녜 공이 되었으며 그의 어머니 메리와 빌럼 3세의 이름을 지은 빌렘의 할머니 아말리아 졸름스브라운펠스간의 갈등이 시작됐다. 메리는 그녀의 남형제의 이름을 따 아들의 이름을 샤를로 짓기를 원했지만, 시어머니인 아말리아는 그의 이름을 빌럼으로 지어서 슈타트홀더가 될 가능성을 키우길 원했다. 빌럼 2세는 그의 아내를 아들의 후견인으로 지정했다. 그러나 문서는 빌렘 2세의 죽음까지 서명되지 않은 채 남아있었고, 법적 효력이 없었다.
빌럼의 어머니는 아들에게 거의 관심을 주지 않았다, 가끔 몇년간 없기도 했고, 항상 네덜란드 사회에서 떨어지도록 고의적으로 했다.
빌럼의 교육은 몇명의 네덜란드 가정교사, 발부르크 호워드를 포함한 몇 잉글랜드 가문, 그리고 안나 맥캔지같은 스코틀랜드계 여귀족으로 진행되었다. 1656년 4월, 빌렘은 콘트라-레몬스트란트 신학자 히스베르투스 보에티우스의 추종자, 칼뱅주의 전도사 코르네리스 트리글란트에게서 개혁 교회에 대한 설명을 받았다.
빌럼을 위한 이상적인 교육방법은 아마도 빌렘의 가정교사, 콘스탄틴 휘헨즈의 짧은 논문,Discours sur la nourriture de S. H. Monseigneur le Prince d'Orange에서 설명되었다.
이 수업들에서, 빌럼은 오라녜나사우가의 역사적 운명을 만족시킬 신의 섭리의 매개채가 되는 숙명이라고 스스로 생각했다.
1659년 초부터, 빌럼은 정규 교육을 위해 (정식으로 학생으로서 한번도 입학하지 않았지만) 윤리학 교수 헨리크 보르니우스의 지도아래에서. 레이던 대학교에 7년간 머물렀다.
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