Era el segundo hijo varón del príncipe Luis I de Anhalt-Köthen, y el segundo hijo de su segunda esposa, Sofía, hija del conde Simón VI de Lippe.

Guillermo Luis tenía solo doce años de edad cuando sucedió a su padre en Anhalt-Köthen en 1650.

A su muerte sin descendencia, la línea de Anhalt-Köthen se extinguió.

Su principado fue heredado por sus primos y anteriores regentes, Lebrecht y Emmanuel de Anhalt-Plötzkau, que tomaron el nombre de Anhalt-Köthen como título principal de su familia.

Su anterior principado de Plötzkau fue cedido a Víctor Amadeo del principado de Anhalt-Bernburg, del que había sido extraído originalmente.