Wilhelm var sønn av hertug Frederik Karl Ludvig av Schleswig-Holstein-Sonderburg-Beck og grevinne Frederikke av Schlieben. Han tilhørte slekten Schleswig-Holstein-Sønderborg-Beck, en fjern og ubetydelig sidelinje til det dansk-norske kongehuset, Huset Oldenburg. I 1804 sendte faren ham til Danmark, hvor han gjorde karriere som offiser i Hæren under Napoleonskrigene. I 1810 giftet han seg med prinsesse Luise Caroline av Hessen-Kassel og ble svoger til kong Frederik VI av Danmark og Norge, da hans nye kones storesøster var gift med kongen. Ved farens død den 25. mars 1816 arvet Vilhelm tittelen som hertug av Slesvig-Holsten-Sønderborg-Beck og i 1825 overførte kong Frederik VI Glücksburg slott til sin svoger og endret tittelen hans til hertug av Schleswig-Holstein-Sonderburg-Glücksburg.