Guillermo era el hijo menor del conde palatino del Rin y conde de Weimar-Orlamünde, Sigfrido I (m. 1113), y de su esposa Gertrudis de Nordheim (m. 1154), hija del margrave de Frisia Enrique el Gordo, conde en Rittigau y en Eichsfeld.
En 1115 su madre se casó en segundas nupcias con Otón I de Salm, que aseguró sin duda la regencia por cuenta de su hijo menor Sigfrido II.
En 1124 su hermano Sigfrido II murió y Guillermo, aún menor, le sucedió como conde de Weimar-Orlamünde, bajo la regencia de Otón.
En el conflicto por el trono alemán, Guillermo se puso del lado de los güelfos.
Guillermo se casó con una tal Adelaida de origen desconocido que no le da hijos.