В 1840 году поступил в Императорскую академию художества Санкт-Петербурга. За успехи в учёбе награждён 2-й серебряной медалью. По окончанию академии получил звание художника архитектуры и был зачислен в штат Казанской удельной конторы. После учёбы за границей служил городовым архитектором в Севастополе.

В 1852 году ему присвоено звание академика архитектуры за проект гостиницы для столицы.

До назначения в 1876 году архитектором при военном губернаторе области сибирских Киргизов в Омске служил на разных должностях, в т. ч. архитектором Павловского института (1862-1866 гг.), архитектором Акмолинской области (1868-1888 гг.).

В 1870-1880 годах В. К. Гейде в сотрудничестве с городовым архитектором и будущим головой Омска Э. И. Эзетом разработал проекты пристроек жилого и учебного корпусов к основному зданию Сибирского кадетского корпуса. Его история начинается с 1826 года, когда построенное для воинской канцелярии, здание было передано воинскому казачьему училищу. Главный корпус Кадетского корпуса до сих пор играет в его архитектурном ансамбле ключевую роль. Высокое, впервые в Омске украшенное шестиколонным ионическим портиком, оно является образцом раннего русского классицизма. Также на этом здании впервые в городе появился лепной декор. Естественно, именно старое здание определило дальнейшее развитие всего сооружения. С ростом Кадетского корпуса появилась потребность в увеличении полезных площадей. Жилой и учебный корпуса, примыкающие с двух сторон к главному корпусу, гармонично завершают архитектурный комплекс, ставший украшением Омска.

Это единственный известный проект в нашем городе, в котором принимал участие Вильгельм Карлович, но настолько значимый, что его имя навсегда вписано в историю Омска.

12 апреля 1881 года В. К. Гейде становится кавалером Ордена Св. Владимира 3-й степени.

Вильгельм Карлович Гейде умер 6 января 1888 года (по нов. ст.) в Омске и похоронен на Никольском (Казачьем) кладбище.

Могила не сохранилась.