Guillermo Luis de Anhalt-Köthen (3 de agosto de 1638, en Köthen - 13 de abril de 1665, en Köthen), fue un príncipe alemán de la Casa de Ascania y gobernante del principado de Anhalt-Köthen .
Fue el segundo hijo de Luis I, Príncipe de Anhalt-Köthen , pero segundo hijo de su segunda esposa, la condesa Sofía de Lippe , hija de Simón VI, Conde de Lippe .
Guillermo Luis tenía tan sólo doce años cuando sucedió a su padre en Köthen en 1650. Durante su juventud, su tío, el príncipe Augusto de Anhalt-Plötzkau, actuó como regente. Tras la muerte de Augusto en 1653, sus hijos Lebrecht y Emmanuel asumieron la regencia hasta que Guillermo fue proclamado formalmente mayor de edad en 1659.
El 25 de agosto de 1663, Guillermo Luis se casó en Köthen con Isabel Carlota (n. Harzgerode , 11 de febrero de 1647 - m. Osterholm , 20 de enero de 1723), hija de su primo Federico, príncipe de Anhalt-Harzgerode , y nieta de Cristián I, príncipe de Anhalt-Bernburg . La unión no tuvo descendencia.
A su muerte sin descendencia, la línea de Anhalt-Köthen se extinguió. Su principado fue heredado por sus primos y antiguos regentes, Lebrecht y Emmanuel de Anhalt-Plötzkau, quienes tomaron el nombre de Anhalt-Köthen como título principal de su familia. Su antiguo principado de Plötzkau fue otorgado a Víctor Amadeo del principado de Anhalt-Bernburg , de donde originalmente se extrajo.