Дитрих Вильдунг изучал египтологию, классическую археологию и историю Древнего мира в Мюнхенском университете и в Париже. Защитил диссертацию на тему о историческом самосознании в Древнем Египте.
В 1968—1974 годах работал в Мюнхенском университете.
В 1975 году Вильдунг был назначен директором Мюнхенского государственного собрания египетского искусства и занимал эту должность до 1988 года.
В 1989 году Вильдунг занял должность директора Египетского музея и собрания папирусов в Берлине и получил звание почётного профессора Свободного университета Берлина.
В июле 2009 году Вильдунг вышел на пенсию, его преемником в Египетском музее Берлина стала Фридерика Зайфрид.