Wilhelm Müller nacque in una famiglia di artigiani: suo padre Christian Leopold (1752-1820) era un calzolaio. Dopo gli studi superiori completati nel ginnasio della città natale, nel 1812 si iscrisse all'Università di Berlino dove si dedicò soprattutto a studi di storiografia e filologia. A Berlino frequentò giovani intellettuali romantici quali Gustav Schwab, Achim von Arnim, Clemens Brentano e Ludwig Tieck. Nel febbraio 1813 interruppe gli studi per arruolarsi volontario nell'esercito prussiano; prenderà parte alle battaglie di Lützen, di Bautzen, di Hanau e di Kulm nell'ambito della guerra contro Napoleone. Dopo essere stato di stanza a Praga e a Bruxelles, nel 1814 venne congedato dall'esercito e tornò a Dessau: riprese gli studi universitari nel 1815 e conseguì la laurea a Berlino nel 1817.