Wilhelm Thöny wird am 10. Februar 1888 in Graz geboren. 1908 geht er nach München, um an der dortigen Kunstakademie zu studieren. Als Münchner Secessionsmitglied begegnet er Alfred Kubin, mit dem er bis an sein Lebensende Kontakt pflegt. Während des Ersten Weltkrieges ist Thöny als Regimentsmaler tätig und hält sich bis 1917 an der italienischen Front auf. Hier fertigt er u.a. Porträts von Offizieren und Gefangenen sowie Skizzen von Schlachten, die er später in großen Formaten im Atelier ausführt, an.
Nach dem Krieg lebt er mit seiner ersten Frau, der Amerikanerin Hilma White, und seiner Tochter Margit in München. Von 1919 bis 1922 übersiedelt in die Schweiz. Hier entstehen christlich geprägte Werke und das düstere „Buch der Träume“, ein Konvolut von etwa 100 Grafiken. Über München führt ihn sein Weg 1923 zurück nach Graz. Hier gründet er gemeinsam mit einigen Künstlerkollegen wie Alfred Wickenburg, Axel Leskoschek und Fritz Silberbauer die Grazer Secession, deren erster Präsident er wird. Er nimmt regen Anteil am gesellschaftlichen Leben, erhält mehrere öffentlich Aufträge wie für die Handelskammer oder das Operncafé, und organisiert Ausstellungen, Vorträge und Konzerte für die Secession.
1931 verlässt Thöny seine Heimatstadt Graz und zieht nach Paris, das er bereits 1929 besucht hatte. Es entstehen zahlreiche Stadtansichten und Porträts der Pariser Gesellschaft. Regelmäßig verbringt er einige Monate an der Côte d´Azur und hält die Landschaft in Zeichnungen und Aquarellen fest. Im Sommer 1933 reist Thöny zum ersten Mal nach New York um seine Tochter und die Familie seiner zweiten Frau Thea zu besuchen. Unter dem Eindruck, den die gigantischen Wolkenkratzer auf ihn ausüben, malt er auch noch später in Paris zahlreiche Ölbilder und Aquarelle mit Motiven aus New York. Auf der Pariser Weltausstellung 1937 erhält Thöny die Goldene Medaille. 1938 verlässt er Paris und emigriert nach New York, wo er sehr unter der Isolation des Auswanderers leidet. 1948 wird bei einem Brand in seinem New Yorker Lager ein großer Teil seiner Werke vernichtet. Thöny verstirbt am 1. Mai 1949 in New York.