Немецкий химик-органик и биохимик. Родился в Пфорцхейме (земля Баден). Учился в Мюнхенском (1896), Берлинском (1897) университетах и Высшей технической школе в Штутгарте (1898). Работал в Мюнхенском университете (1899—1917 и 1925—1952; с 1909 проф), Институте химии кайзера Вильгельма в Берлине (1917— 1918), Фрейбургском университете (1921 — 1925). Основные работы относятся к химии стероидов, алкалоидов, а также хлорофилла и гемоглобина. Установил (1911), что возникновение окраски при взаимодействии дифениламина с окислителями в присутствии серной кислоты вызвано образованием радикала (СбН5)2N. Сформулировал (1912) основные положения теории окисления орг. соед. как их дегид-рирования. Выяснил (1910—1920) механизм участия в реакциях окисления железосодержащих катализаторов как агентов дегидрирования, что оказало влияние на развитие представлений о биол. окислении и, в частности, о действии ферментов-дегидрогеназ (сходные взгляды независимо от Виланда развивал В. И. Палладии). Осуществил (1910) конверсию желчных кислот — холевой, дезоксихолевой, литохолевой — в холановую кислоту и установил природу этих соед. Одновременно с А. О. Р. Виндаусом обнаружил (1913—1915) родство между холестерином и желчными кислотами и предложил формулы холестерина и холевой кислоты (уточненные впоследствии О. П. Г. Дильсом и Л. С. Ружичкой). Ввел (1926) в практику синтеза желчных кислот реакцию расщепления, предложенную Ф. А. Барбье. Расщепление Барбье — Виланда широко используется в синтезе стероидных гормонов. Изучал (с 1921) алкалоиды группы лобелина, для которых предложил формулы.
Президент Немецкого химическая общества (1928—1930). Член ряда академий наук и научных обществ. Иностранный чл.- кор. АН СССР (с 1929). Нобелевская премия (1927).