1936年8月21日，张伯伦出生于美国一个贫穷而有的家庭。他刚出生时就有74厘米，比一般婴儿长20厘米。直到15岁，他最喜爱的运动还是田径，梦想有一天能成为长跑明星，那一年他已经长到了2.08米。他所在中学的篮球教练对他说：“威尔特，跟着我练篮球吧，要不可惜了你的两条长腿。”此后，他开始了21年的篮球生涯。
在高中，他留下了2 206分的最高纪录和90分、74分、71分的单场得分纪录。而在那场得到90分的比赛中，有60分是下半场的12分钟内得到的。1955年他进入堪萨斯大学，率领新生队以81：71大胜老生队，他一人独得了42分、30个篮板和15个盖帽，令整个堪萨斯大学为之。1956年他在美国大学生联赛（NCAA）处子秀中，率领校队以97：69战胜西北大学队，虽然在总冠军赛中堪萨斯大学以1分惜败，但表现出色的张伯伦依然获得了该季的最突出球员。然而，未夺冠军成了他40余年的隐痛。
1959年张伯伦正式进入NBA，穿上武士队的13号球衣。从此，NBA历史开始了张伯伦与拉塞尔两大巨人长达10年之久的精彩对决。1962年在与纽约尼克斯队比赛中，他创造了一个空前绝后的纪录——个人单场得100分。1965年他加盟76人队。1967年，他率领76人队在季后赛中淘汰拉塞尔的凯尔特人队，终结了后者的九连冠之梦，并最终淘汰勇士队问鼎总冠军。1972年，张伯伦率领湖人队再次问鼎总冠军。
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