Вильгельм поначалу решил продолжить дело отца и обучился ювелирному делу. В 1867 году он познакомился с Ансельмом Фейербахом, который воодушевил его заняться живописью. Трюбнер обучался живописи в Гос академии художеств в Карлсруэ в 1867—1868 годах у Феодора Дица. В 1868 году он перевёлся в художественную академию в Мюнхене и продолжил занятия у Александра Вагнера. На первой интернациональной художественной выставке в Мюнхене большущее воспоминание на Трюбнера произвели работы Гюстава Курбе и Вильгельма Лейбля.
Трюбнер переехал в Штутгарт, чтоб продолжить обучение у Ганса Канона. Но уже в 1870 году он возвратился в Мюнхен и занимался у Вильгельма фон Дица. Он познакомился с Альбертом Лангом и Карлом Шухом, совместно с которыми ездил писать пейзажи вокруг Штарнбергского озера. В это время Трюбнер лично познакомился с Лейблем, который порекомендовал ему обрести независимость от академической системы обучения. Трюбнер стал работать в художественной мастерской с Лангом и Гансом Томой и находился в тесноватой связи с так именуемым «кружком Лейбля».
В 1872 году Вильгельм Трюбнер отправился в свои 1-ые долгие забугорные путешествия. 1-ая поездка свершилась в Италию, потом в следующие годы Трюбнер побывал в Голландии и Бельгии. В 1875 году Трюбнер совсем поселился в Мюнхене. После 1877 году в своём творчестве он обратился к мифологическим и литературным сюжетам, работая в натуралистической манере. В 1880-е годы Трюбнера связывали дружественные дела с Ловисом Коринтом, Максом Слефогтом и Максом Либерманом. Как и Томе, Трюбнеру помогал с заказами франкфуртский конструктор Симон Рафенштейн. В 1889 году берлинская галерея «Гурлитт» организовала выставку работ Вильгельма Трюбнера.
После выставки Трюбнер вновь обратился к пейзажной живописи. В 1895 году он переехал во Франкфурт и работал в Штеделевском художественном институте. Его работы по теории искусства были размещены в 1892 и 1898 годах. В 1901 году Трюбнер вступил в Берлинский сецессион. В 1903-1917 годах Трюбнер служил доктором в Гос академии художеств в Карлсруэ, а в 1904-1910 годах занимал пост её директора. В 1911 году местное объединение живописцев организовало крупную выставку работ Вильгельма Трюбнера, за которой последовала выставка в Берлинском сецессионе в 1913 году.
В 1917 году Вильгельма Трюбнера пригласили на работу в Берлинскую академию художеств, но он не сумел принять это предложение по состоянию здоровья. Трюбнер погиб в том же году. Похоронен на Главном кладбище Карлсруэ.