וילהלם נולד בבראונשווייג ב-25 באפריל 1806, לפרידריך וילהלם, נסיך הכתר של בראונשווייג-וולפנביטל ולמריה, נסיכת באדן, בתם של קרל לודוויג, נסיך הכתר של באדן ואמליה, נסיכת הסן-דרמשטדט. בשנת 1815 נהרג אביו במהלך קרב קאטר ברה, ואחיו קרל השני, דוכס בראונשווייג עלה לשלטון במקומו. שלטונו של קרל השני היה אבסולוטי, ובעקבות כך פרצו מהפכות בדוכסות בשנת 1830, וקרל נאלץ לברוח מהמדינה, ווילהלם עלה לשלטון במקומו. בתחילה פעל וילהלם רק כעוצר, אולם שנה לאחר מכן הכריז על עצמו כדוכס. קרל שברח מהדוכסות ניסה לחזור בכוח הדיפלומטיה לשלטון, אולם לא הצליח להשיג תמיכה מהמעצמות.