Jego rodzice prowadzili restaurację dworcową w Suchej (obecnie Sucha Beskidzka w Polsce, ówcześnie Austro-Węgry). Wyjechał do Wiednia, skąd pochodziła jego rodzina (jako miejsce urodzenia podawał Wiedeń). Planował zostać prawnikiem, a został reporterem wiedeńskiej gazety. Wykorzystując swe doświadczenie, przeniósł się do Berlina, gdzie pracował dla największej w mieście gazety ilustrowanej.
Od 1929 pisał scenariusze do wielu niemieckich filmów. Używał wówczas nazwiska Billie Wilder. W 1933, po dojściu do władzy Adolfa Hitlera, wyemigrował do Paryża, a potem do Stanów Zjednoczonych. Gdy przybył do Hollywood, znał tylko kilka słów w języku angielskim, ale uczył się bardzo szybko. Dzięki kontaktom z Peterem Lorre, z którym wspólnie mieszkał, szybko wszedł do amerykańskiego świata filmu.
Był dwukrotnie żonaty: w latach 1936–1946 z Judith Coppicus-Iribe, od 1949 z piosenkarką i aktorką Audrey Young. Z pierwszego małżeństwa miał bliźniaki, urodzone w 1939, Victorię i Vincenta (zmarł po narodzinach).