Etter examen artium ved Peter Qvams skole 1874 i Christiania, studerte han til lærer, men møtte botanikerne Axel Blytt og W. C. Brøgger, så da ble det ferskvannsalger. Etter å ha dosert ved Universitetet i Stockholm 1883–89 ble han botanikklærer ved Den høiere landbruksskole på Ås 1889–93, så ved Det Kongelige Frederiks Universitet som professor 1893–1924, samt bestyrer for botanikklabben 1895–1905 og Botanisk hage (Oslo) 1898–1924. Wille ville ha universitetet til Tøyen mens Kristine Bonnevie stod bak Blindern-blokken. Det ble flere ekspedisjoner, blant annet til Puerto Rico for å fange alger.