Burns ble utsendt i 1847 til Kina av den engelske presbyterianske kirke. Misjonens arbeidsvilkår var da svært usikre, men Burns kunne utført et omfattende grunnleggelsesarbeide langs kysten fra Hongkong til Mandsjuria. Han ble dermed en av banebryterne for den protestantiske misjon i Kina.
I 1855 traff misjonæren James Hudson Taylor og de to samarbeidet i lengre tid. Begge var beredt til å trenge inn i Kinas insdre. James Hudson Taylor betraktet Willam Burns som en av sine åndelige forbilder som preget ham i hans eget misjonsvirksomhet.
Burns reiste i 20 år rundt som forkynner i Kina, og oppsøkte også blant annet innsatte i fengsler.
Stewart James Alexander: Biographical Sketches: William Chalmers Burns / Robert Murray McCheyne, Asheville, NC: Revival Literature, 1963
Islay Burns: Memoir of the Rev. Wm. C. Burns, M.A : missionary to China from the English Presbyterian Church, 1870. (Reprint: San Francisco : Chinese Materials Center, 1975)
William C. Burns: Revival Sermons, Banner of Truth Trust, 1980, ISBN 0-85151-316-6
Agnes H. L. Clarke: China's Man of the Book. The Story of William Chalmers Burns, 1815-1868, London : Overseas Missionary Fellowship, 1968
S.M. Houghton: Five Pioneer Missionaries: D. Brainerd, W. C. Burns, J. Eliot, H. Martyn, J. G. Paton, London : Banner of Truth Trust, 1965
Donald N. MacMillan: The Kirk in Glengarry – A History of the Presbytery of Glengarry (Presbyterian Church in Canada) 1787-1984, 1985.
Michael D. McMullen: God's Polished Arrow: W. C. Burns, Revival Preacher, Christian Focus Publications, 2000, ISBN 1-85792-395-2
Timothy Tow: William C Burns: Grandfather of Bible-Presbyterians, Singapore: Christian Life Publishers, 1994. ISBN 9971-9913-4-9
L. J. van Valen: Die aan alle wateren zaait : uit het leven van William Chalmers Burns ; zendeling en evangelist, Ede : Hardeman, 1988, ISBN 90-71272-22-2