וילהלם נולד ב-3 ביולי 1783 בברלין לפרידריך וילהלם השני, מלך פרוסיה ואשתו פרדריקה לואיזה, נסיכת הסן-דרמשטדט. בשנת 1799 הצטרף וילהלם לצבא הפרוסי, ושירת ברגימנט המשמר, ובשנת 1806 פיקד על חטיבת פרשים בקרב ינה-אאורשטדט. בדצמבר 1807 נסע וילהלם לפריז, כדי לנסות לקבל תנאים נוחים יותר לפרוסיה מנפוליאון, אך הצליח להשיג רק הפחתה צנועה. בשנת 1808 ייצג וילהלם את פרוסיה בקונגרס ארפורט, ובסוף 1808 ליווה את אחיו פרידריך וילהלם השלישי, מלך פרוסיה לסנט פטרסבורג. בהמשך נטל וילהלם חלק מרכזי ביישום הרפורמות בפרוסיה ובצבא הפרוסי.