Der Sohn des Prinzen Leopold von Isenburg-Birstein studierte nach dem Abitur an der Landesuniversität Gießen Geschichte mit dem Schwerpunkt Familien/Ahnenforschung/Erbbiologie und promovierte 1927 in Gießen zum Dr. phil. Im Jahr 1933 habilitierte er sich in Bonn. Danach war er Privatdozent für Erbforschung am Pathopsychologischen Institut der Universität Bonn.

1934/35 hatte er eine Assistentenstelle an der Deutschen Forschungsanstalt für Psychiatrie am Kaiser-Wilhelm-Institut München bei dem NS-Rasseforscher Professor Ernst Rüdin. 1935 erhielt er eine Stelle als Privatdozent an der Universität München und übernahm 1936 eine Tätigkeit bei der Reichsstelle für Sippenforschung im Reichsinnenministerium.

Von 1938 bis 1947 hatte er eine außerordentliche Professur für Sippen- und Familienforschung an der Universität München, von der er kurzzeitig 1946 enthoben, aber 1947 wieder eingesetzt wurde.

Isenburg war am 1. Juli 1933 Mitglied des Nationalsozialistischen Lehrerbundes (NSLB) geworden und gehörte als SA-Standartenfürer der Obersten SA-Führung an.

Er war seit 30. April 1930 mit Helene Elisabeth von Isenburg verheiratet.

Sein Vater Leopold von Isenburg-Birstein lebte nach Angabe im Adressbuch in der Goethestraße 44 in Darmstadt.

Hermann Neumann, der SPD-Landessekretär in Offenbach, berichtete seiner Partei am 17. November 1918 nach Berlin, dass von Prinz Leopold zu Isenburg, also dem Vater von Wilhelm Karl, der Wunsch geäußert wurde, mit ihm als SPD-Landessekretär ein Gespräch zu führen. Dabei sollten sowohl Fragen der hessischen Verfassung, als auch die politischen und staatsrechtlichen Fragen im Reich angesprochen werden. - Zur Erinnerung: Am 11. November 1918 wurde eine provisorische Regierung des Landes Hessen mit Ministerpräsident Ullrich gebildet. - Die Unterredung habe am 16. Oktober 1918, in der Privatwohnung des Prinzen in Darmstadt, Goethestraße 44, stattgefunden und über eine Stunde gedauert. Dabei habe der Prinz erklärt, er sei kein Sozialdemokrat, aber durchaus demokratisch gesinnt. Diese demokratische Gesinnung habe er schon immer gehabt und gehöre deshalb nicht zu den Umlernern. Was die hessischen Verhältnisse angehe, so sei eine Reform der Verfassung nicht mehr aufzuhalten. Das von der Sozialdemokratie geforderte Wahlrecht werde und müsse kommen.