Wilhelm Wagenfeld blev født som søn af Heinrich Wilhelm Wagenfeld og Elisabeth Wagenfeld, født Wichmann, på Vollmersstraße i Bremen-Walle. I 1902 og 1904 fulgte hans søstre Anna og Auguste. Han voksede op i et politisk præget, socialdemokratisk hjem; hans far var tillidsmand for transportarbejderne i havnen.
Wagenfeld begyndte i 1914 en lære som industritegner i tegnestuen hos den bremiske sølvsmedefabrik Koch & Bergfeld og gik samtidig fra 1916 til 1919 på den statslige kunsthåndværkerskole i Bremen, derefter syv semestre på Hanauer tegningsakademi, før han i nogle måneder tog til kunstnerkolonien Worpswede. Fra 1923 deltog han i en forklasse på Bauhaus i Weimar og studerede samtidig i metalværkstedet på Bauhaus.
