Apor Vilmos ősi katolikus székely főnemesi családból származott, 1892. február 29-én született Segesváron. 1895-ben Bécsbe költöztek, ahol apját, báró Apor Gábort a király személye körüli minisztérium államtitkárává nevezték ki.

Jezsuita gimnáziumban tanult előbb a Bécs közeli Kalksburgban (ma Bécs része), majd Kalocsán. 1909-ben kispapnak jelentkezett gróf Széchenyi Miklós győri püspöknél, aki az innsbrucki jezsuita teológiára küldte tanulni.

Az első világháború alatt, 1915. augusztus 24-én szentelték pappá, működését a nagyváradi egyházmegyében kezdte meg, majd Gyulára helyezték káplánnak. Prédikációi mély gondolati tartalmuk miatt vonzották az embereket.

1916-ban doktori szigorlatot tett. Egy év múlva találkozott a háború borzalmaival, amikor rövid ideig egy kórházvonat lelkésze volt. 1917 őszén a nagyváradi papnevelde prefektusa és dogmatikatanára lett, de közelebb állt szívéhez a lelkipásztori munka, ezért 1918 augusztusában ismét Gyulára került, immár plébánosként. Itt egyházközségi lapot indított, népmissziókat szervezett, a katolikus megújulás szolgálatában hitbuzgalmi és társadalmi egyesületeket hozott létre. 1937-ben a Szuverén Máltai Lovagrend tagja lett.

Az 1938-as Anschluss után gyulai német híveit óvni igyekezett a szélsőjobboldali propagandától. XII. Piusz pápa 1941. január 21-én győri püspökké nevezte ki, szentelésére Gyulán került sor, székét március 2-án foglalta el. Főpásztorként "a szegények püspöke" lett, de nemcsak a szegényeké, hanem minden bajba jutotté és üldözötté.

Hivatásáról így írt:

A lelkekért való munka, a lelkek iránti szeretet és lángolás, a vágy, hogy mindenkinek mindene legyen, teszi a papi életet széppé és minden áldozatra képessé... A szeretet erényét gyakoroljátok, Tisztelendő Testvéreim, a reátok bízott hívekkel szemben, nemcsak a jókkal, hanem a bűnösökkel szemben is. Legyetek megértők az emberi gyarlóságok iránt, a félrevezetett vagy tudatlanságuk miatt elpártolt lelkeknek pedig atyai szívetek tegye könnyűvé a visszatérést. Egyéniségetek szelídsége, életetek makulátlansága tegye vonzóvá és kívánatossá szent hitünket még a kívülállók számára is.

1943 augusztusában a katolikus szociális mozgalmak vezetői és a politikai élet képviselői Győrben jöttek össze, hogy megalakítsák a Katolikus Szociális Népmozgalmat, amelynek egyházi és lelki vezetését, a püspökkaron belüli pártfogását Apor Vilmos vállalta.

A püspök a vészkorszakban fellépett az üldözöttek érdekében, a gettók felállítása ellen a belügyminiszternél tiltakozott. Minden nála jelentkező üldözöttet oltalmába vett, szerzetesházakban, kórházban vagy a Püspökvárban (a mindenkori győri püspök lakóhelye) helyezte el őket, püspöktársait is egységes fellépésre próbálta rábírni.

A nyilas hatalomátvétel után egyre inkább persona non gratának számított, főként azután, hogy október 31-én a Dunántúl főpásztorainak egyikeként memorandumban kérte Szálasi Ferencet, ne vessék a harcok martalékául a Dunántúlt, szüntessék be az esztelen vérontást és pusztítást.

A nyilasok bosszúja nem késett, Mindszenty József veszprémi és Shvoy Lajos székesfehérvári püspököt letartóztatták, az Apor Vilmos ellen kiadott elfogatóparancsot csak a szovjet előrenyomulás miatt nem tudták végrehajtani. Amikor a front 1945 márciusában elérte Győrt, Apor Vilmos arra kérte a német hadvezetést, kíméljék meg a várost, de elutasító választ kapott.

Március 28-án a harcokban a Nagyboldogasszony-székesegyház találatot kapott, tornya kiégett, március 30-án, nagypénteken szovjet katonák a Püspökvár óvóhelyéről fiatal nőket akartak "munkára" vinni. A szovjet tiszttel tárgyaló Apor Vilmos azt ajánlotta, hogy helyettük férfiak és idős nők menjenek. Az egyre hevesebbé váló vita közben a szovjet katona előkapta fegyverét és előbb a mennyezetbe, majd a püspökre lőtt.

A sebesült főpapot a harcok közepette hordágyon vitték a több kilométerre lévő kórházba, ahol megműtötték. Húsvét vasárnap, április 1-jén hashártyagyulladás lépett fel nála, s másnapra virradóra meghalt. Ideiglenesen a győri karmelita templom kápolnájába temették. Végleges sírhelye 1948-ban készült el vörös márványból a székesegyház Héderváry-kápolnájában, de újratemetésére csak 1986-ban kerülhetett sor.

Boldoggá avatási eljárása 1946-ban indult, de 1949-ben fel kellett függeszteni és csak négy évtized után folytatódhatott. Szent II. János Pál pápa 1997. november 9-én avatta boldoggá a vatikáni Szent Péter téren, ünnepét május 23-án tartják, mert vértanúságának időpontja többször is a húsvéti időszakra eshetne.

2012-ben leplezték le szobrát, Lebó Ferenc alkotását a győri Püspökvár előtti téren. Szobra áll Budapest XII. kerületében és Gyulán is, a Zsámbéki Katolikus Tanítóképző Főiskola 2000-ben vette fel nevét, az Apor Vilmos Katolikus Főiskola 2004 óta Vácon működik. 2022-ben Dér András írt színdarabot az életéről Mindenkinek mindene címmel, amelyet a Győri Nemzeti Színház mutatott be. 2023-ban a felújított győri székesegyház szembemiséző oltárt kapott, amelyben az újraszenteléskor elhelyezték ereklyéjét. Vértanúságának eredeti helyszínén emlékkiállítás látható.

A Barankovics Alapítvány így emlékezik meg róla:

Vértanúhalála is bizonyítja, hogy élete során, de különösen a második világháború borzalmai közepette minden döntésével a keresztényi szeretet és az emberiesség kiapadhatatlan forrásásából merített. Védelmezte az elesetteket, kiállt a kirekesztés és az elnyomás ellen, karitatív tetteinek köszönhetően több száz ember életét mentette meg. Rendkívül szerteágazó humanitárius tevékenységének máig ható erejét boldoggá avatása teljesíti ki.