=== Ses débuts === "The iron stove", son surnom, veut dire : "LE poële en fer" et non pas "LA poële ...."
Wilhelm est le cadet d'une famille de neuf enfants. Sa famille, de souche rhénane, vit dans un quartier pauvre de Ludwigshafen.
A l'âge de huit ans, il décide de changer sa vie : pour aider ses parents, il devient charpentier, puis marchand de ferrailles. Il ambitionne néanmoins de devenir acteur de théâtre très tôt. A seize ans, il rejoint une compagnie de théâtre où on lui offre le rôle d'un personnage romantique.
En 1913, il commence une carrière au cinéma : il joue dans son premier film, Fiesko de Carl Hoffmann. Il tourne d'autres films comme acteur avant de se lancer, en 1919, dans la réalisation ; mais ne rencontrant pas le succès, il y renonce.
A la même époque, il fait la connaissance de Max Reinhardt, metteur en scène de théâtre autrichien installé à Berlin, qui le fait jouer dans ses productions et qu'il retrouvera plus tard aux États-Unis.
Dans les années 1920, Dieterle devient un acteur populaire en se spécialisant, à la grande époque du cinéma muet, dans les rôles de jeune premier comme celui de Valentin dans le Faust de
Murnau ou celui de l'écrivain dans
Le Cabinet des figures de cire de Leni.
Mais la réalisation l'attirant plus encore que la comédie, il ne veut pas rester sur un échec : il réalise un deuxième long métrage, dans lequel joue Marlène Dietrich, une jeune femme très en vogue.
Avec sa femme Charlotte Hagenbruch, alors actrice et scénariste, il crée sa première société de production qui engage quelques-uns des plus grands acteurs et réalisateurs allemands du moment, comme Paul Leni, F. W. Murnau,
Conrad Veidt ou
Emil Jannings.
En 1930, il se rend aux États-Unis à l'invitation de la société de production Warner. Il réalise son premier long métrage en collaboration avec la Warner, The Last Flight, en 1931.
Bien que n'étant pas menacé par le nouveau régime, il décide de rester aux États-Unis après l'arrivée au pouvoir des nazis en Allemagne. Il prendra d'ailleurs la nationalité américaine en 1937.
Il poursuit une brillante carrière à Hollywood, tout en conservant des liens étroits avec l'émigration allemande, notamment avec Bertolt Brecht, Max Reinhardt et Erich Wolfgang Korngold. Avec Reinhardt, il met en scène Le Songe d'une nuit d'été dont Korngold compose la musique.
Il engage
Paul Muni pour plusieurs de ses films dont The Story of Louis Pasteur (L'histoire de Louis Pasteur) en 1936, The Life of Emile Zola (La Vie d'Emile Zola) en 1937, ou Juarez en 1939, tous trois nommés aux Oscars.
Il s'engage volontiers dans ses oeuvres par le choix de sujets humanistes et réalise un des rares films américains sur la Guerre d'Espagne, Blockade (1938).
De tous ses films,
Le Portrait de Jennie (1948) est sans doute sa plus grande réussite, où il mêle tous les talents de l'art cinématographique. Ce long métrage au sujet romantique, fort admiré en son temps par les surréalistes, est tiré du roman de Robert Nathan.
En 1958, il retourne en Allemagne et continue de réaliser quelques films, notamment pour la télévision, avant de mourir en 1972.
Après avoir été marié avec Charlotte Hagenbruch, de laquelle il avait divorcé quelques années plus tard, il s'était remarié avec Elisabeth Daum.
Beaucoup d'artistes lui ont reconnu un grand style et ont salué sa grande énergie dans la réalisation .