Вильденбрух родился в семье генерального консула Пруссии в Бейруте, впоследствии генерал-лейтенанта Людвига (Луи) фон Вильденбруха (1803—1874) и его первой супруги Эрнестины фон Ланген (1805—1858), дочери генерала фон Лангена и придворной дамы принцессы Луизы Прусской, в замужестве княгини Радзивилл. Отец Эрнста был незаконным сыном принца Луи Фердинанда Прусского от дочери магдебургского чиновника Генриетты Фромме.
В 1810 году король Пруссии Фридрих Вильгельм III присвоил двоим детям, родившимся в этом незаконном союзе, сыну Луи и дочери Бланке фамилию «фон Вильденбрух» и возвёл в дворянское сословие. Луи фон Вильденбрух вырос в качестве приёмного сына в семье своего дяди, князя Антона Радзивилла и его супруги Луизы, сестры принца Луи Фердинанда. Сам Эрнст фон Вильденбрух женился в 1885 году на Марии Каролине фон Вебер, внучке композитора Карла Марии фон Вебера.После пребывания в Афинах и Константинополе семья Вильденбрухов обосновалась в 1857 году в Берлине, где Эрнст фон Вильденбрух учился во Французской гимназии.
В 1859 году он поступил в королевский кадетский корпус и окончил его в 1863 году, получив офицерское звание.
В 1863—1865 годах Вильденбрух служил лейтенантом в 1-м гвардейском пехотном полку в Потсдаме. Затем он уволился с действительной военной службы и в последующие два года обучался в магдебургской гимназии, чтобы поступить на юридический факультет Берлинского университета.
В 1866 и 1870—1871 годах Вильденбрух в качестве резервиста принимал участие в войнах против Австрии и Франции.
С 1871 года Вильденбрух стажировался в апелляционном суде Франкфурта-на-Одере и в 1876 году сдал свой второй государственный экзамен.
В 1877 году Вильденбрух несколько месяцев прослужил судьёй участкового суда Эберсвальде и городского суда Берлина. Затем он был принят на работу в юридический отдел министерства иностранных дел и в 1897 году был возведён в чин тайного советника посольства.
В 1907 году Вильденбрух переехал в Веймар и проживал там в построенной архитектором Паулем Шульце-Наумбургом вилле «Дом Итака» . Вильденбрух похоронен на Историческом кладбище Веймара.Литературное наследие Вильденбруха включает в себя многочисленные баллады, драмы, романы и рассказы. Вильденбрух считается главным представителем исторической драмы эпохи грюндерства 1880-х годов и националистической «бисмаркской лирики» .