С 1799 года он состоял на службе в гвардии и в 1806 году сражался во главе кавалерийской бригады при Ауэрштедте. В декабре 1807 года Вильгельм отправился в Париж добиваться снижения контрибуционных платежей, возложенных на ПруссиюНаполеоном, что удалось ему лишь в весьма скромном размере. В 1808 году он представлял Пруссию на Эрфуртском конгрессе. В конце того же года он сопровождал своего брата короля Фридриха Вильгельма III в поездке в Санкт-Петербург и принял активное участие в преобразованиях в Пруссии и прусской армии.
В Освободительных войнах 1813 года он находился при штабе Блюхера. В битве при Лютцене 2 мая он командовал кавалерийским резервом на левом фланге, а в Битве народов под Лейпцигом обеспечивал соединение северных войск с Блюхером. Позднее он повёл 8-ю бригаду армейского корпуса Йорка через Рейн и отличился при Шато-Тьери, Лаоне и под Парижем, проявив храбрость и полководческий талант.
В 1824—1829 годах принц Вильгельм служил губернатором союзной крепости Майнц, в 1830—1831 годах — генерал-губернатором Рейнской провинции и Вестфалии. В марте 1834 года принц Вильгельм получил звание генерала кавалерии и вновь был назначен губернатором союзной крепости Майнц.
После смерти супруги Марии Анны принц Вильгельм удалился в своё поместье Фишбах.