Vilhelm Klein var assistent ved Kunstakademiets Arkitektskole september 1864 – mai 1869, medlem av Industriforeningens representantskap 1868-81, av sammes bokutvalg 1870-81, medinitiativtaker til opprettelsen av Den nye Håndværkerskole og forstander ved samme 1868-76, medlem av midlertidig bestyrelse for Det Tekniske Selskabs Skole 1876, stifter av og forstander for Tegneskolen (Tegne- og Kunstindustriskolen) for Kvinder 1876-1907, medlem av Kunstakademiet og Skolerådet 1883-88 samt arkitekt og sekretær for den danske avdeling på verdensutstillingen i Paris 1889.