Vilhelm Blomgren är utbildad på Högskolan för scen och musik i Göteborg. Efter examen gjorda han sitt första jobb på GöteborgsOperan som Claude i musikalen Hair. Vidare har han synts på scener som Stockholms stadsteater och Romateatern. År 2018 gjorde Vilhelm titelrollen i HBO-serien Gösta av Lukas Moodysson. Vilhelm har också gjort en av huvudrollerna i den amerikanska skräckfilmen Midsommar av Ari Aster.
Vilhelm är en del i bandet Karl-Petters Orkester som var Grammisnominerade 2021.
Han kommer också att synas i Netflix-serien Clark samt i SVT:s Försvunna människor.