Hijo de Eduard Clemens Freiherr von Wangenheim (conocido artísticamente como Eduard von Winterstein) y Minna Mengers en Wiesbaden.
Ese mismo año se hizo miembro del Partido Comunista de Alemania y posteriormente integró su propia compañía de teatro, llamada Die Gruppe 31.
En 1933, ante la persecución de que eran víctimas los militantes comunistas por el nazismo, debió abandonar la Alemania Nazi y huyó a la Unión Soviética.
En el exilio soviético continuó escribiendo y produciendo películas.
En 1936, durante la Gran Purga estalinista, Wangenheim denunció a sus colegas Carola Neher y su marido Anatol Becker como trotskistas y fueron arrestados el 25 de julio de 1936.