ロシアの将軍だったヴュルテンベルク公オイゲンと、その2番目の妻でホーエンローエ＝ランゲンブルク侯カール・ルートヴィヒの娘であるヘレーネの間に生まれた。ジュネーヴ大学やボン大学などで学んだ後、1848年に少尉としてオーストリア軍に入隊した。1849年3月のピエモンテ＝サルデーニャとの戦争では何度か負傷したが、その勇敢さをヨーゼフ・ラデツキー元帥に称賛され、すぐに大尉に昇進する。1853年に少佐、1857年に中佐となり、1859年には第27歩兵連隊の司令官となった。同じ1859年に起きた第二次イタリア独立戦争では、マジェンタの戦いで奮戦して上官のヴィルヘルム・ラミング准将やエドゥアルト・クラム＝ガラス少将のみならず敵軍にまで感銘を与えたという。ヴィルヘルムは1866年には准将に昇進し、北部軍所属の旅団長としてケーニヒグレーツの戦いをはじめ各地で戦った。その後麾下の旅団と一緒にトリエステに進駐し、さらに1869年にはプラハの第11師団長に転任し、同年に少将に昇格した。ヴィルヘルムは普仏戦争ではドイツ側で戦い、また1878年には露土戦争にも参加している。