וילהלם דילתיי נולד ב-1833 כבן למשפחת מטיפים רפורמים. אביו היה מקסימיליאן דילתיי (1804–1867), מטיף ראשי של חצר דוכסי נסאו בשפעל בכפר ביבריך בדוכסות נסאו, כיום במדינת הסן בגרמניה, ואמו הייתה מריה לאורה הוישקל (1810–1887), בת של הקפלמייסטר הדוכסי יוהאן פטר הוישקל מהילדבורגהאוזן.
דילתיי למד בגימנסיה בוויסבאדן ועשה ב-1852 עבודת בגרות בנושא "על השפעת התרבות היוונית העתיקה על הנוער". בהמשך לפי רצון הוריו, למד תאולוגיה, היסטוריה ופילוסופיה באוניברסיטאות בהיידלברג (1852) ברלין (1853). היה בהיידלברג תלמידו של קונו פישר הצעיר, ואחר כך בברלין תלמידם של אוגוסט בקך, לאופולד פון רנקה ופרידריך אדולף טרנדלנבורג. בינואר 1864 סיים את הדוקטורט בברלין בנושא האתיקה של פרידריך שליירמאכר וביוני באותה שנה קיבל את ההסמכה עם עבודה על התודעה המוסרית. ב-1865 התמנה כמרצה באוניברסיטת ברלין.
ב-1859 הוא הוציא לאור את מכתביו של שליירמאכר וזמן קצר לאחר מכן נתבקש לכתוב גם ביוגרפיה של הפילוזוף שהכרך הראשון ממנה פורסם ב-1870. ב-1867 התמנה דילתיי כפרופסור באוניברסיטת בזל בשווייץ, ומאוחר יותר – ב-1882 חזר לברלין כראש הקתדרה היוקרתית לפילוזופיה באוניברסיטץ ברלין.
פילוסופיה
בתחומי האפיסטמולוגיה והאונתולוגיה כמקצועות בפילוסופיה, אפשר להציגו כאמפיריציסט, וזאת בניגוד לאידיאליזם הגרמני בן התקופה, אך עמדתו בנוגע למהות האמפירי והנסיוני שונה מן האמפיריציזם הבריטי או מהפוזיטיביזם בעצם ההנחות ההכרתיות והאונתולוגיות המרכזיות שלו, אותן שאב מן המסורת הפילוסופית והספרותית הגרמנית.
הרמנויטיקה
דילתיי הושפע בחלקו מעבודותיו של פרידריך שליירמכר במקצוע ההרמנויטיקה, וסייע בהחייאתם הפעילה של כתבים אלו. שני ההוגים קשורים ברומנטיציזם הגרמני. אסכולת ההרמנויטיקה הגרמנית הדגישה שפרשנים ממשיים, דמויות חיות וקיימות, (וזאת בניגוד לפיקציות קרטזיאניות או תאורטיות), מסתייעים ב"הבנה" וב"פרשנות" חדשה משלהם כדי לרכוש ידע רב יותר אודות הטקסט או המחבר אותו הם קוראים. "הבנה" ו"פרשנות" שכזו מסתייעת בניתוח ובתיאור פסיכולוגי וחברתי-היסטורי של ההקשרים הרלוונטיים לפענוח המקור. תהליך העיון הפרשני אותו הציג שליירמכר, כלל מה שדילתיי כינה "המעגל ההרמנויטי" שהוא התנועה החוזרת ונשנית בין המצוי בפירוש במקור (בטקסט) לחבוי בו שלא בפירוש, וכן בין הנתון הספציפי והפרטיקולרי לבין המכלול. ה"הרמנויטיקה הכללית" אותה הציע שליירמכר הייתה שילוב של הפרשנות הנקוטה כלפי כתבי הקודש (למשל: באגרות פאולוס בברית החדשה), והפרשנות הנקוטה בספרות הקלאסית (למשל: כתביו הפילוסופיים של אפלטון). דילתיי מצא בכך רלוונטיות לביסוס מתודולוגי של מדעי האדם, להבדיל מביסוסם של מדעי הטבע: במדעי הרוח, הם מדעי האדם, הפרשן איננו עוסק בהצעת "הסבר" סיבתי לתופעות, אלא ב"הבנה" שלהן. הבנה כזו משלבת את המידע החדש המגיע מן התופעה (למשל: טקסט שאני קורא) עם המידע הפנימי שיש לי מראש על בני אדם, שהרי אני עצמי בן אדם ולכן אני יודע על כך מראש. (לכן בניגוד לאחרים, תפס דילתיי גם את מקצוע הפסיכולוגיה כחלק של "מדעי האדם" או מדעי הרוח, ולא כ"מדע" חלק של מדעי הטבע). הפעולה המדעית במדעי הרוח היא הניסיון להבין את מה שאני חווה, כלומר לבצע תיאור וניתוח התופעה הנקודתית, למשל בתיאור יחסה אל המכלול.
תורתו ההרמנויטית של דילתיי השפיעה על גישתו של מרטין היידגר בהרצאותיו המוקדמות, שם פיתח האחרון את "ההרמנויטיקה של החיים בפועל" וכן בספרו Being and Time. בהדרגה הפך היידיגר לביקורתי יותר ויותר כלפי דילתיי, ותבע להכיר בתלות רבה ורדיקלית יותר בהקשר התקופתי והזמני של אפשרויות הפרשנות ושל המצב האנושי של הפרשן.
הנס גאורג גדמר הושפע מהיידגר וביקר אף הוא (בספרו אמת ומתודה) את גישתו ההרמנויטית של דילתיי כנוטה יותר מדי אל האסתטי והסובייקטיבי וכן כ"פוזיטיביסטית" ומתודית מדי. לדעת גדמר, ההרמנויטיקה של דילתיי אינה מדגישה די הצורך את הופעת האמת כאירוע ואינה מדייקת בתיאור ההשלכות של התובנה ולפיה פרשנותו של הפרשן איננה משהו המצוי מחוץ למסורת הקודמת אלא נוטלת עמדה בתוכה ומתוכה, ובכך אופקיה של הפרשנות תלויים בתקופה ובהקשר.
חייו הפרטיים
דילתיי התחתן ב-1874 עם קתרינה לבית פוטמן ולזוג נולדו בן ושתי בנות.
הוא נפטר ב-1911.
אחיו קרל דילתיי (1839–1907) היה פרופסור לארכאולוגיה ואחותו קרולינה הייתה נשואה לפילולוג הרמן אוזנר.
