1882. szeptember 22-én született Helmscherodeban (Harz) földbirtokos családban. Az első világháború elején ütegparancsnok volt, majd különböző tisztsé- geket töltött be a német 10. hadsereg vezérkarában, Galíciában és a francia hadszíntéren. A háborút von Schröder tengernagy hadtesténél fejezte be, törzs- parancsnokként.
A két világháború között több parancsnoki tisztséget töltött be a Reichswehrnél, és egyre följebb került a ranglétrán, egészen a tábornokságig. Megvalósította főnöke, von Blomberg tábornagy politikai terveit, aki arra törekedett, hogy a hadügyminisztériumot a Wehrmacht minisztériumává alakítsa át. Blomberg bukását követően, 1938. február 4-én – miután a főparancsnoki tisztet magának tartotta meg – Hitler kinevezte a német véderő-főparancsnokság (OKW) főnökének, ezt a posztot a háború végéig betöltötte.
Részt vett Ausztria bekebelezésének előkészítésében.1939 áprilisában megkapta az NSDAP aranyjelvényét, 1940 júliusában pedig tábornaggyá léptették elő.
Mint Hitler parancsainak buzgó végrehajtójaként ő is felelős a tömeges kivégzések, gyilkosságok elrendeléséért. Több olyan utasítást adott ki, melyben kegyetlen bánásmódra adott parancsot hadifoglyokkal vagy a polgári lakossággal szemben. Felelős az „Éjszaka és köd" parancs kiadásáért, amely felhatalmazást adott arra, hogy nyom nélkül eltün- tessék azokat, akik „veszélyeztetik Németország biztonságát". Később azzal védekezett, hogy csak formai okokból került neve az iratokra, a döntéseket nem ő hozta.
A führer legközelebbi katonai munkatársaként a főparancsnokságon részt vett a legfontosabb hadászati döntések meghozatalában. Hitler utasításait mindig, minden körülmények között végrehajtotta, szolgálatkészségével ezért kiérdemelte a „Lokeitel" (kis lakáj) gúnynevet.
Mussolini bukása után Hitler utasítására megparancsolta, hogy minden parancsnoksá- gon jelöljenek ki egy tisztet a „parancsnokság katonai-lelki referensének", hogy ezzel megerősítsék az NSDAP befolyását a hadseregben, és a kishitűség legapróbb jelét is elfojtsák. 1943. december 22-én létre is jött a „nemzetiszocialista parancsnoki kar".
Az 1944. július 20-i Hitler elleni merénylet után a gyanúsítottak vétkességéről az ún. be- csületbíróság döntött, amelynek többek között Keitel, von Rundstedt és Heinz Guderian is tagja volt. Az ő javaslatuk alapján zárták ki a hadseregből, s adták át a bíróságoknak azokat a tiszteket, akiket azzal gyanúsítottak, hogy közük volt az összeesküvéshez.
Németország 1945. május 8-i feltétel nélküli kapitulációjának aláírását követően Wilhelm Keitelt a nürnbergi Nemzetközi Katonai Bíróság vád alá helyezte. A bíróság mind a négy paragrafus szerinti bűnök elkövetésében bűnösnek találta, s halálra ítélte, mint olyan személyt, aki az emberiség ellen elkövetett bűntettek egyik fő felelőse volt. Az ítéletet 1946. október 16-án végrehajtották.