Его предком был Иоганн Георг Либкнехт (1679—1749), профессор математики и богословия в Гиссенском университете («Людовикиане»). По семейной традиции Либкнехты считали свой род происходящим от Мартина Лютера. Активный участник революции 1848—1849 гг. в Бадене. Соратник оказавших на него большое влияние Маркса и Энгельса, член Союза коммунистов (1850). До 1862 в эмиграции — сначала в Швейцарии, а затем в Великобритании, где интенсивно общался с Марксом. Вернулся в Германию после объявления амнистии участникам революционных событий 1848—1849 гг.
Вильгельм Либкнехт считается отцом-основателем СДПГ, объединившим организации, возглавлявшиеся Августом Бебелем и Фердинандом Лассалем. Либкнехт и Бебель создали СДПГ в Эйзенахе в 1869 г., а в 1875 г. на съезде в Готе приняли в свои ряды и лассальянцев. Участник II Интернационала. В последней четверти XIX века Либкнехт стал лидером социалистов в германском рейхстаге и оппонентом Отто фон Бисмарка. В 1872 осуждён на два года крепости за интернационалистскую позицию в Франко-прусской войне, сочувствие Парижской коммуне и осуждение аннексии Эльзаса и Лотарингии. В 1878—1890 руководил запрещённой СДПГ нелегально. В 1896 году арестовывался за оскорбление величества. На его похоронах присутствовало 150 тысяч человек.
Либкнехт был известен как лексикограф: он составил выдержавший множество изданий вплоть до прихода к власти нацистов «Народный словарь иностранных слов» (Лейпциг, 1874).
Имя Вильгельма Либкнехта написано третьим, сразу после Маркса и Энгельса, на памятнике-обелиске социалистическим мыслителям в московском Александровском саду.