Вильгельм — второй сын Фридриха Вильгельма Брауншвейг-Вольфенбюттельского, герцога Брауншвейга и Люнебурга, и его супруги Марии Елизаветы Вильгельмины Баденской, дочери Карла Людвига Баденского. После смерти матери воспитывался в Лондоне. Вскоре после его возвращения в Брауншвейг в бою при Катр-Бра погиб его отец Фридрих Вильгельм. Опекуном Вильгельма и его старшего брата Карла стал дядя Георг IV, король Ганновера и принц-регент Великобритании, а реальное управление Брауншвейгом осуществляли местные чиновники.