Ved Vilhelm Dons' fødsel var faren sekretær ved Det norske Missionsselskab i Stavanger, men han flyttet i 1875 til Tromsø, hvor han var stiftsprost. Fra 1882 var han redaktør for en avis i Trondhjem. Etter hans død i 1885 flyttet moren og barna til Kristiania, hvor hun slo seg ned i Rosenborgbakken, på hjørnet av Bogstadveien, hvor P. Chr. Asbjørnsen hadde bodd før. Her førte hun et åpent hus for unge litterater. Dons-familiens hjem kom til å bli et slags arnested for nyromantikken.
I morens stuer samlet han sine jevnaldrende venner, Sigbjørn Obstfelder, Tryggve Andersen, Andreas Jynge, Jens Thiis og Vilhelm Krag, de unge nyromantikerne. Som formann i Studentersamfundet banet han også vei for nyromantikken på et samfunnsmøte da Jens Thiis leste opp Samfundsavisens C-nummer med Vilhelm Krags dikt «Fandango». Han fikk også selv noen dikt på trykk i Samtiden. Senere skrev han sammen med Hjalmar Christensen og Hugo Mowinckel en parodi på nyromantikerne, diktsamlingen Rythmeskvulp (1895).
Som ung jurist arbeidet Dons hos regjeringsadvokat Lasson, før han begynte som overrettssakfører i Kristiania i 1893 og ble høyesterettsadvokat i 1898. I 1896 deltok han i en landbrukskommisjon nedsatt av Stortinget, og ble i 1900 ansatt som konsulent i det nyopprettede Landbruksdepartementet. Han ble ekspedisjonssjef i 1902.
I 1906 ble Dons utnevnt til Norges konsul i Rio de Janeiro. Året etter flyttet han til Kongo for å overta en stilling som dommer. Han døde i en ulykke på en elvebåt i 1908.
