Fils du prince héritier Charles-Auguste et de Pauline de Saxe-Weimar-Eisenach, il succède à son grand-père Charles-Alexandre, son père étant mort en 1894. Il abdique le 9 novembre1918 (à cette occasion, il fut surnommé le « prince le plus impopulaire de toute l'Allemagne ») et se réfugie en Silésie, où il meurt quatre ans plus tard.
Il est héritier présomptif du trône des Pays-Bas du au , jusqu'à la naissance de Juliana.
Bernard-Frédéric ( – ), il épouse en 1943 la princesse Felicitas de Salm-Horstmar(de) (née en 1920) et divorce en 1956 (d'où postérité) ;
Georges-Guillaume ( – ), il épouse en 1953 Gisèle Janisch (née en 1930), prend le nom de Jörg Brena(de) la même année et renonce à ses droits de succession (d'où postérité).
Bibliographie
Hermann Freiherr von Egloffstein: Das Weimar von Carl Alexander und Wilhelm Ernst, Erinnerungen.Ernst Siegfried Mittler und Sohn, Berlin 1934.
Bernhard Post(de); Dietrich Werner: Herrscher in der Zeitenwende: Wilhelm Ernst von Sachsen-Weimar-Eisenach. 1876–1923. Glaux, Iéna 2006, (ISBN978-3-931743-94-9).