Wilhelm Koenen wurde am 7. April 1886 in einer Hamburger Arbeiterfamilie geboren. Vor Abschluss der kaufmännischen Lehre trat er 1903 der SPD bei, 1904 wurde er Gewerkschaftsmitglied. Von 1907-1910 war er als Berichterstatter sozialdemokratischer Bezirkszeitungen tätig. 1910-1911 besuchte er die Parteischule der SPD in Berlin und arbeitete danach als Redakteur am „Volksblatt“ in Halle. Mit der Mehrheit der Bezirksorganisation Halle-Merseburg der SPD, deren Vorstand er seit 1913 angehörte, schloß er sich 1917 der USPD an. Während der Novemberrevolution 1918/1919 kämpfte er als einer der Kommissare des Bezirksarbeiter- und Soldatenrates, als Mitglied des Bezirksarbeiterrates und als Delegierter auf den Reichsrätekongressen für die Festigung der Positionen der Räte und die Zurückdrängung der konterrevolutionären Kräfte. Als einer der namhaften Führer des linken Flügels der USPD setzte sich Wilhelm Koenen konsequent für den Anschluss an die Kommunistische Internationale und für die Vereinigung mit der KPD ein. Von Ende 1920-1924 war er Mitglied der Zentrale der KPD. 1921 arbeitete er einige Monate im Exekutivkomitee der KI und lernte W.I.Lenin persönlich kennen. Auf dem III. Weltkongress der KI 1921 hielt er das Referat: „Über den Aufbau der kommunistischen Parteien, über Methoden und den Inhalt ihrer Arbeit“. Wilhelm Koenen entwickelte sich zu einem der führenden Parlamentarier der KPD. Er gehörte 1919/1920 der Nationalversammlung, 1920-1932 dem Reichstag, 1929-1932 dem Preußischen Staatsrat und 1932-1933 dem Preußischen Landtag an. Auf dem 12. Parteitag der KPD wurde er als Mitglied des ZK gewählt. 1929-1931 war er Politischer Sekretär der Bezirksleitung Halle-Merseburg der KPD. Ende 1931 berief ihn die Parteiführung nach Berlin zurück. 1932 gehörte er zu den aktivsten Organisatoren der antifaschistischen Aktion.
Auf Beschluss der Parteiführung verließ Wilhelm Koenen im Juni 1933 Deutschland und wirkte bis 1938 in Frankreich und der Tschechoslowakei für die Schaffung einer breiten Volksfront zum Sturz des Hitlerregimes. Ende 1938 emigrierte er nach England und übernahm im Auftrag des ZK die politische Leitung der Gruppe deutscher Kommunisten in Großbritannien.
Nach der Befreiung des deutschen Volkes vom Faschismus kehrte Wilhelm Koenen Ende 1945 nach Deutschland zurück und wirkte vor allem in Sachsen für die Vereinigung von KPD und SPD. Als Landesvorsitzender der SED in Sachsen von 1946-1948, gemeinsam mit Otto Buchwitz, und als Mitglied des Parteivorstandes bzw. des ZK der SED seit 1946 erwarb sich Wilhelm Koenen große Verdienste bei der antifaschistisch-demokratischen Umwälzung und dann beim Aufbau des Sozialismus. 1949 wurde er in die Volkskammer gewählt und übernahm die Leitung des Sekretariats der Volks- und Länderkammer, die er bis 1958 innehatte. Seit 1950 gehörte er auch dem Präsidium des Nationalrates der Nationalen Front an. In diesen Funktionen sowie als Leiter der Interparlamentarischen Gruppe der DDR seit 1955 leistete Wilhelm Koenen einen bedeutenden Beitrag zur Stärkung der DDR und zu ihrer internationalen Anerkennung.
Er starb am 19. Oktober 1963.