Vilhelm trådte i 1835 i østerriksk tjeneste og forble i Østerrike i nesten 40 år.[3] Da Østerrike erklærte krig mot Danmark i 1864, tok prinsen orlov fra tjenesten og bodde i Sveits så lenge krigen varte.[4]
Keiser Franz Josef verdsatte prinsen høyt og dekorerte ham med St. Stephansordenen da han i 1872 trakk seg tilbake fra krigstjenesten. Sine siste 19 år tilbrakte han i Danmark sammen med broren Hans i De Gule Palæ ved Amalienborg.