Wilhelm Thoma var sønn av «den kongelige bayerske forstmannen», og tok abitur ved Ludwigs-Gymnasium i München i 1912. 23. september samme år meldte han seg til tjeneste i den kongelige bayerske hæren som kadett og offisersaspirant ved infanteriregimentet 3. Königlich Bayerisches Infanterie-Regiment «Prinz Karl von Bayern» i Augsburg. Ved dette regimentet ble han 20. mai 1913 fenrik og 1. august 1914 løytnant.