William Lossow war das dritte von vier Kindern des Kaufmanns Emil Lossow und dessen Ehefrau Marie Emilie Albertine Lossow geborene Walther. Seine Brüder waren Arthur Lossow und Max Lossow. Er heiratete 1880 die Glauchauer Fabrikantentochter Johanna Maria Gertrud Kratz, dieser Ehe entstammten die Tochter Hanna und der Sohn Wilhelm Herbert.
Nach seiner Rückkehr eröffnete Lossow 1880 mit dem Architekten Hermann Viehweger das gemeinsame Architekturbüro Lossow & Viehweger in Dresden, das bis 1906 bestand. Lossow und Viehweger konzentrierten sich auf Entwürfe historistischer Villen, Wohnhäuser und Geschäftshäuser in Dresden und Umgebung. Der Stil war anfangs dem Historismus zuzuordnen. Später wurden auch Elemente des Neobarock aufgegriffen, damit erleichterte sich die Einordnung der Bauten in das historische Dresdner Stadtbild. Nach 1900 zeigen sich aber auch Einflüsse der zeitgenössischen Reformarchitektur.
Nach der Auflösung der Bürogemeinschaft Lossow & Viehweger im Jahr 1906 arbeitete Lossow bis zu seinem Tod mit seinem Schwiegersohn Max Hans Kühne (1874–1942) zusammen. In dieser Zeit entstanden zahlreiche bedeutende öffentliche Gebäude, Sakral- und Industriebauten sowie Wohn- und Herrenhäuser, die sich durch eine zeitgemäße Funktionalität, einfühlsame Materialwahl und eine wirkungsvolle Gestaltung auszeichneten.
Zu den bekanntesten Bauten des Büros Lossow und Kühne (auch Lossow & Kühne) zählt der Leipziger Hauptbahnhof, der in den Jahren 1909 bis 1915 unter Beteiligung des damaligen Mitarbeiters Rudolf Bitzan als bis heute größter Kopfbahnhof Europas errichtet wurde.
William Lossow starb 1914 an einem Nierenleiden in Heidelberg.
Bauten und Entwürfe (Auswahl)
Lossow und Viehweger
1885–1887: Villa für den Unternehmer Eduard Hielle in Schönlinde, Nordböhmen (Krásná Lípa, Tschechien)
1905: Büro- und Geschäftshaus der Kieler Neuesten Nachrichten in Kiel, Fleethörn / Mühlenbach (nach dem Zweiten Weltkrieg stark vereinfacht wiederaufgebaut)