Густав Филипп Отто Вильман родился 24 апреля 1839 года в прусском городке Лисса (ныне Лешно, Польша). Получил образование в университете Бреслау, затем продолжил обучение в Берлинском университете.По окончании обучения, с 1863 по 1868 год, Вильман преподавал в городе Лейпциге в педагогическом семинаре у Т. Циллера и на педагогических курсах Ф. Диттеса в Вене (с 1868 года возглавил последние).
С 1872 по 1903 год О. Вильман работал в должности профессора философии и педагогики Пражского (немецкого) университета Карла-Фердинанда (нем.).Помимо этого, в 1907 году, Отто Вильман стал одним из основателей Союза христианской педагогики.Был убеждённым сторонником и последователем Иоганна Фридриха Гербарта. Педагогическую науку разделял на три основные части: теоретическую, практическую и историческую. Религиозно-этические нормы видел как инструмент передачи научного и культурного наследия от поколения к поколению.Густав Филипп Отто Вильман умер 1 июля 1920 года в городе Лейтмерице (ныне Литомержице, Чехия).