Wolfgang Willkomm studierte Architektur und Philosophie an der Universität Hannover und spezialisierte sich dabei auf Sozialwohnungsbau in Entwicklungsländern (Thema seiner Diplom- und Doktorarbeiten) sowie die Wiederverwertung von Baumaterial (Thema seiner Habilitationsarbeit).
Von 1976 bis 1981 arbeitete er als freischaffender Architekt und anschließend als wissenschaftlicher Assistent an der Universität Hannover. Von 1980 bis 1996 war er Projektleiter am Institut IB für Industrialisierung des Bauens GmbH in Hannover.
Neben seinen Tätigkeiten in der Projektplanung, Bauüberwachung, Bauberatung und seiner Gastprofessurenaufenthalte in Brasilien, Indien, Mexiko, Paraguay und Tansania folgte 1996 die Berufung an die HAW Hamburg und 2006 der Übergang zur HCU. Zudem ist Wolfgang Willkomm seit 1998 Partner bei hwp Hullmann, Willkomm + Partner in Hamburg.