Ավարտել է ԱՄՆ-ի Պրինսթոնի համալսարանը (1913), 1918 թվականից՝ բժշկության դոկտոր, 1921 թվականից՝ Կոլումբիայի համալսարանի պրոֆեսոր։ 1928 - 1960 թվականներին Մոնրեալում եղել է նյարդաբանության և նյարդավիրաբուժության պրոֆեսոր, ապա Մոնրեալի նյարդաբանության ինստիտուտի տնօրեն։ Աշխատանքները հիմնականում վերաբերում են ֆունկցիաների տեղակայման, էպիլեպսիայի, գլխուղեղի ուռուցքների ախտորոշման և բուժման հարցերին։ Պենֆիլդի ընտանիքի ինստիտուտի պրեզիդենտն էր (1965 - 1968), Ամերիկյան արվեստների և գիտությունների ակադեմիայի, Լոնդոնի թագավորական ընկերության անդամ։ Պարգևատրվել է Պատվո լեգեոնի շքանշանով։
Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից (հ․ 9, էջ 232)։