Различал одиночно и «общественно» обитающие растения, предварив представления А. Гумбольдта о физиономических группировках растений.
Изучал ботанику и медицину в Университете Галле. В 1789 году получил звание доктора медицины, работал аптекарем в Берлине.
С 1799 года был профессором естественной истории при медицинском хирургическом коллегиуме (лат. Collegium medico-chirurgicum) в Берлине.
C 1801 года (и до самой своей кончины) — директор Берлинского ботанического сада, где изучал южноамериканские растения, привезённые экспедицией Гумбольдта. Гербарий Вильденова, насчитывающий более 20 000 образцов, ныне хранится в Берлине.
В 1805 году Карл Петер Тунберг в знак признания заслуг Вильденова в области ботаники назвал его именем род растений Вильденовия (Willdenowia Thunb.) семейства Рестиевые (Restionaceae).