Вильгельм Гейде родился в 1824 году.
С 1840 по 1842 год Вильгельм в качестве вольнослушателя посещал Императорскую Академию художеств в Санкт–Петербурге. В 1841 году за успехи был удостоен Малой серебряной медалью, а в 1842 году получил звание неклассного художника за программу «Проект губернаторского дома».
В 1844 году Вильгельм был зачислен в штат Казанской удельной конторы. На собственные средства он совершил в 1846 году поездку заграницу для совершенствования мастерства. С 1848 по 1852 год Вильгельм работал Севастопольским городовым архитектором. В 1850 году он получил звание «назначенного в академики», в 1852 году – звание академика Императорской академии художеств за исполненный им «Проект гостиницы для столицы». Позже он занимал различные должности, в том числе был архитектором Павловского института (1862–1866). В 1876 году Вильгельм Карлович был назначен архитектором при военном губернаторе области Сибирских Киргизов в Омске. Наиболее известной работой Вильгельма Карловича является здание Сибирской военной гимназии в Омске, перестроенное по его проекту. С 1868 по 1887 год Вильгельм был Акмолинским областным архитектором. В 1875 году он получил чин статского советника. Вильгельм Карлович был награждён орденами: Святого Владимира (3-й или 4-й степени – в источниках есть разночтения), Святого Станислава 2-й степени, Святой Анны 2-й степени.
Вильгельм Гейде не участвовал в публичных художественных выставках.
В Государственном Эрмитаже находится орнамент, сделанный Вильгельмом Гейде из мозаики в Соборе Святого Петра в Риме (1847).
Вильгельм Гейде скончался 6 января 1888 года (25 декабря 1887 года по старому стилю) в Омске. Похоронен на Казачьем кладбище.
