ヘッセン＝カッセル方伯領のハーナウで生まれ、法律と公務に根ざした家庭で育った。父フィリップ・ヴィルヘルム・グリムは法務に携わり、学問と公共奉仕への敬意が家風として形づくられた。

父フィリップ・ヴィルヘルム・グリムの死後、家族は経済的に不安定になり、親族の支援に頼らざるを得なかった。この喪失は、ヴィルヘルムとヤーコプにとって、安定へ向かう道として規律ある学業に打ち込む契機となった。

ヴィルヘルムはヤーコプに続いてフリデリツィアヌム校に進み、古典語と修辞が重視される教育を受けた。競争的な環境は文章の精密さを鍛え、テキストと伝承の伝わり方への生涯にわたる関心を強めた。

マールブルク大学に入学し、当初はヘッセンの市民家庭に多い進路にならって法学を志した。だがフリードリヒ・カール・フォン・サヴィニーを中心とする知的サークルが、兄弟を中世文学と歴史言語学へ引き寄せた。

ロマン主義時代の学問に刺激され、法学訓練から言語・詩・古いドイツ語文献へ関心を移した。サヴィニー周辺との議論が、文書館での調査や綿密な編集実務を後押しした。

カッセルに戻り、母ドロテーア・グリムを支えながらヤーコプとともに文学研究を続けた。自宅は作業の拠点となり、覚え書きや写本、口承の物語が整理・比較された。

資料を尊重しつつ言葉を整える編集の才を示す、校訂と研究にもとづく刊行を始めた。この印刷経験は、後の昔話集にも感じられる編集上の語り口を形づくった。

児童と家庭のための物語の第一巻が出版され、ドロテーア・フィールマンのような語り手から集めた物語が紹介された。ヴィルヘルムの文体調整は、口承の生の語りを読みやすい文学的なドイツ語へと変換する助けとなった。

図書館業務に就き、書誌学的な技能を磨きながら稀覯写本にも触れた。制度的な環境は異本の体系的比較を支え、民俗学と文献学に不可欠な方法となった。

第二巻の刊行で収録が拡大し、兄弟の名声はドイツの読者の間で高まった。ヴィルヘルムは語彙選択、テンポ、道徳的枠づけをさらに推敲し、学術的関心と家族向け読書の両立を図った。

カッセルの友人で、兄弟と同じ文化的圏に属する家の出身であるヘンリエッテ・ドロテーア・ヴィルトと結婚した。家庭の安定は、編集と書簡の仕事により整った生活リズムを与えた。

ヴィルヘルムとヤーコプはゲッティンゲン大学に関わる職を受け、学問の主要拠点に加わった。大学図書館と学生への接点が得られ、ドイツ学における影響力を強めた。

ハノーファーの憲法を破棄したエルンスト・アウグスト一世に対し、ヤーコプら五人の教授とともにゲッティンゲン七教授として抗議に参加した。抗議の代償として職を失い、学問が市民的良心と改革政治に結びついた出来事となった。

プロイセン国家と科学アカデミーの後援を受け、兄弟はベルリンへ移った。より広い人的ネットワーク、充実した資源、そして威信を得て、国家規模の学術事業を進められる基盤が整った。

兄ヤーコプとともに、数世紀にわたる文献からドイツ語の語史を記録することを目指してドイツ語辞典に着手した。ヴィルヘルムの編集上の規律は、用例、語義、出典の整理を支えたが、事業は二人の生涯を超えて続くことになる。

ベルリンで政治論争が高まる中、兄弟の以前の憲法擁護の姿勢は自由主義者や学生の間で改めて意味を帯びた。ヴィルヘルムは主として学者であり続けたが、その公的評価は当時の国民意識と改革の熱気を映し出した。

健康が衰えてからも版の磨き上げを続け、ヤーコプや学術協力者とともに辞書編纂を支えた。晩年の仕事には、文学的な端正さと古いドイツ語の物語伝統への忠実さを慎重に両立させる姿勢が表れている。

ベルリンで死去し、巨大な辞書事業はヤーコプと後の編集者たちに引き継がれた。その時点で彼が形づくった昔話と文献学的方法は、ヨーロッパの民俗学研究とドイツ文学文化の中核となっていた。