Вильгельм Кампхаузен родился 8 февраля 1818 года в городе Дюссельдорфе.
После подготовки у Альфреда Ретеля (нем. Alfred Rethel) поступил в Дюссельдорфскую академию художеств, где работал под руководством Карла Фердинанда Зона и Фридриха Вильгельма фон Шадова.
Первые его произведения, привлекшие общее внимание, были: «Тилли при Брейтенфельде» (1841), «Принц Евгений Савойский под Белградом» (1843) и некоторые другие. Ещё больший успех пришёл к Кампхаузену после 1850 года, когда он представил публике картины на темы из истории Фридриха Великого и сценами войны с Наполеоном I после изгнания его из России во время Отечественной войны 1812 года. Произведения эти, отличающиеся при умеренном реализме прекрасным рисунком и умелой композицией, доставили ему в 1859 году звание профессора и члена Берлинской академии художеств и Академии изобразительных искусств города Вены.
После участия в шлезвиг-голштинской кампании, он изобразил несколько ключевых эпизодов из нее («Дюппель после штурма», «Переход в Альсен» и др.). Им написано также несколько эпизодов из прусско-австрийской войны, в частности, «Взятие австрийского знамени при Находе».
Картины, воспроизводящие сцены из франко-германской войны («Наполеон при Седане», «Встреча князя Бисмарка с Наполеоном» и прочие), согласно ЭСБЕ: «значительно уступают его прежним работам». Последними серьёзными произведениями трудолюбивого художника были: большая картина, изображающая торжественное возвращение императора Вильгельма в Берлин после победы над Францией, и стенная живопись в берлинской «Ruhmeshalle».
Помимо ряда прекрасных работ в области батальной живописи, кисти художника принадлежат также ряд замечательных портретов (в частности, конный портрет Фридриха II выставленный в Художественном музее Дюссельдорфа) и иллюстраций к некоторым изданиям дюссельдорфского общества «Malkasten».
Вильгельм Кампхаузен скончался 18 июня 1885 года в родном городе.