Родился в городке Ганау в семье юриста. Окончил университет Марбурга. Под влиянием Клеменса Брентано и Йоахима фон Арнима, опубликовавших сборники народных баллад, вместе с братом Якобом увлекся фольклором и начал собирать сказки. В 1812 году братья Гримм опубликовали первый том своих знаменитых "Детских и семейных сказок", три года спустя появился второй том; в эти два тома вошло 200 народных сказок и 10 так называемых "детских легенд". Через два года после публикации "Сказок" братья Гримм выпустилисборник "Немецкие предания" в двух томах. В 1819 году оба брата за свои ученые заслуги были удостоены степени доктора в университете Марбурга. Проработав более десяти лет в библиотеке города Кассель, в 1829-1830 гг. братья Гримм перебрались в Геттинген, где им предложили должности профессоров и заведующих университетской библиотекой. В 1840 году за участие в политической манифестации оба были уволены из университета Геттингена; впрочем, без должности они оставались недолго и вскоре перебрались в Берлин, где также преподавали в университете. В 1852 году Вильгельм Гримм вышел в отставку. Последние годы жизни он целиком посвятил научной работе. В историю науки и литературы братья Гримм вошли как основоположники германистики - науки о немецком языке и немецкой литературе.