1876年9月5日，勒布出生於萊希河畔的蘭茨貝格。1895年從帕紹的一所舊式中學畢業後即加入了駐奧格斯堡的巴伐利亞野戰炮兵第4團。1897年晉升少尉，次年考入炮兵與工程學校受訓一年。當中國爆發義和團運動時，勒布報名參加德國東亞派遣軍，同歐洲其他列強所派軍隊在瓦德西元帥統率下前往中國，參加了“八國聯軍遠征東亞之戰”。
勒布當時任東亞野戰炮兵團山炮1連的排長.
1900年12月14日在膠州灣的中國海岸登陸作戰。回國後，1903年考入駐慕尼黑的巴伐利亞軍事學院受訓，兩年後晉升中尉。1907年至1909年在巴伐利亞的參謀本部服務。1909年10月被調往柏林的總參謀部服務。晉升上尉後，調炮兵射擊學校工作。1912年3月調任駐埃爾蘭根的巴伐利亞野戰炮兵第10團連長。1914年元月，他被調回巴伐利亞的參謀本部，不久派任第1巴伐利亞軍司令部第二參謀官並隨部隊開赴前線。
從1915年3月起，改任新成立的巴伐利亞步兵第11師首席參謀官並於5月參加了戈爾利採附近的大突破戰。一年後晉升少校並因參謀業務成績卓著而獲馬克思-約瑟夫騎士勳章。平民出身的勒布被晉封爲騎士，被稱爲“威廉騎士勒布”。
1916年夏，步兵第11師在東戰場參加了科維爾附近的布魯希洛夫攻勢作戰。幾個月後，該師參加了對楚爾杜克山隘的突破作戰以及阿爾特和阿格蘇爾會戰，後又轉戰西戰場。1917年5月，勒布被派往巴伐利亞皇太子魯普雷希特集團軍總司令部任職，直到第一次世界大戰結束。
1918年12月，勒布重回巴伐利亞參謀本部，半年後參加了平定共產黨“叛亂”的行動。1919年5月，任巴伐利亞軍政部陸軍司司長，同年10月調往柏林，任國防部司長。1921年夏季調任駐慕尼黑的第7軍區參謀長，接着任巴伐利亞第7炮兵團山炮2營營長。1925年2月晉升上校，一年後任巴伐利亞炮兵第7團團長。
此後，他的職銜直線上升：1928年任第5軍區炮兵指揮官，1929年晉升少將，1930年晉升中將，出任巴伐利亞第7師師長，兼任第7軍區司令和巴伐利亞邦軍事指揮官。
從第一次世界大戰起，勒布就愛好登山運動。1931年春，他參加迪特爾少校主持的陸軍登山訓練班，成績優良。在第二階段訓練結束時，他就被當時的陸軍總司令破格任命爲陸軍登山的嚮導。在他任師長期間，特別注重陸軍的登山訓練，爲現在的德國陸軍山地訓練打下了基礎。
當他於1933年10月被任命爲駐卡塞爾的第2集團軍總司令時，他已經做好了戰時擔任西線作戰指揮的準備。1934年1月，他晉升爲炮兵將軍。
勒布逐漸成爲德國戰史上著名的防守戰略家。1934年，他草擬了構築西線要塞的基本方案，次年完成草案。1938年正式頒佈陸軍教範《陣地戰與對永備築城陣地的作戰》。1937年頒佈的《防衛》，包含了他的防禦思想。可惜，其中的各項正確原則被希特勒在以後的作戰指導中一再違反。
勒布認爲，野戰統帥的神聖使命就是防範敵人的攻擊，以確保國家的安全;德國的重整軍備純粹是一種守勢行爲。希特勒的所作所爲引起了勒布的懷疑。他已逐漸感到希特勒是一個天生的惡魔，他不像其他將領那樣易受希特勒的迷惑。加之他不習慣於隱瞞自己的觀點，這就使希特勒產生了伺機除掉勒布的想法。當勃洛姆堡元帥和弗裏契上將被免職的時候，這個機會終於來了。
1938年2月4日晚，勒布接到希特勒的傳令官送來的命令，要他立刻申請辭職，並於次日前往總理府報到。政府機關報《民衆觀察》上立即發表消息說，有12位將領(勒布就是其中之一)申請辭職，以便讓位給較爲年輕的指揮官。
1938年3月1日，勒布晉升上將並同時退役。後來，又按照戰時服役規定奉希特勒之命指揮兩個軍團攻佔蘇臺德區。
第二次世界大戰開始時，勒布任西線的C集團軍羣總司令，其部隊配置於從瑞士邊境到北海一線。
擴張政策的初步成功使希特勒急於發動對西方的攻勢。在1939年10月6日的國會上作了“和平演講”之後，希特勒立即命令加緊作攻擊準備，並決定11月25日爲發動攻擊的日期，這就大大地激怒了勒布上將。當時，他在日記上發泄對希特勒的不滿：“他要破壞荷蘭、比利時和盧森堡的中立，去實施瘋狂的攻擊，希特勒在國會的演講是對德意志民族的一種欺騙!”
勒布同西線的其他兩位司令鮑克和龍德施泰特商量之後，寫了一封給陸軍總司令勃勞希奇的信。信中說：“……整個德意志民族的命運，完全繫於你的身上。反對領袖企圖的軍事理由已很明顯。刀劍已不像領袖所想像的那樣鋒利了。整個德意志民族無不深切地渴望和平，因爲他們本能地感覺到，消滅英法是不可能的，一切陰謀的計劃必須立即放棄……。”實際情況也是這樣。
當時陸軍無論從員額還是訓練程度上都不能滿足要求。勒布認爲這是他一生中的悲劇，由於他的命令而犧牲無辜的生命，他感到良心的責備。
鮑克和龍德施泰特雖然也同勒布意見一致，但他們太受服從天職的束縛，不願採取其他措施。勒布不願眼看着希特勒去鋌而走險，他敢於詛咒希特勒的政策。當他得知兒子於1939年9月9日在前線陣亡時，竟敢於破口大罵希特勒是“騙人的笨蛋和罪犯”。這話傳到納粹黨的最高法官布赫耳中，從那時起，祕密警察就開始監視他的行動，甚至檢查他的私人信件。
希特勒絕不放棄自己的計劃，儘管攻擊西方的日期拖延達二十次之多，攻擊還是在1940年5月10日發動了。勒布的集團軍奉命利用佯攻牽制敵人。在阿爾薩斯-洛林的一次包圍戰中，德軍殲滅了法軍的第2集團軍，俘獲法軍七十萬人。法軍的防禦崩潰了，馬奇諾防線的要塞部隊也於6月22日放下了武器。
1940年6月24日，勒布獲騎士十字勳章，並於7月晉升元帥。12月，勒布調任陸軍總預備隊的集團軍總司令。
西方戰役的勝利堅定了希特勒剷除其頭號敵人蘇聯的信心。進攻蘇聯的3個集團軍羣成立了：鮑克元帥指揮的中央集團軍羣、龍德施泰特元帥指揮的南方集團軍羣和勒布元帥指揮的北方集團軍羣。北方集團軍羣受命由東普魯士突進，殲滅駐在波羅的海附近的蘇軍並最後攻打列寧格勒。
1941年6月29日，北方集團軍羣所屬的第18集團軍佔領里加，消滅了波羅的海沿岸的蘇軍部隊。7月中旬，集團軍部隊在納爾瓦-伊爾門湖一線同蘇軍展開了激烈的戰鬥，造成了德軍方面的多次危機。但德軍仍然獲得了相當大的戰果：在波羅的海地區的多次包圍戰中俘虜蘇軍30餘萬人;德軍快速部隊於9月初到達列寧格勒市區的邊緣;第18集團軍已由陸上包圍了列寧格勒。
勒布經過偵察，認爲攻取列寧格勒是有希望的。當時該市居住着450萬人，糧食不夠，瘟疫流行。戈林誇口說，要以空軍的集中轟炸燬滅這座城市。然而希特勒卻決定延緩對列寧格勒和莫斯科的攻擊，先佔領烏克蘭。於是，他從北方集團軍羣抽走了6個師，試圖不攻而以飢餓迫使列寧格勒投降。這只不過是一相情願的夢想罷了。因爲，蘇軍早已在拉多加湖的厚厚冰層上鋪設了一條鐵路。用以供應室內所需給養和彈藥。勒布對此拍案大怒：“希特勒在俄國的作戰指導，簡直就像他和俄國訂有密約似的!”
1941年底和42年年初之時，蘇軍在兩個地方深深地突入了北方集團軍羣的戰線，部分德軍被圍，唯一的補給線也遭到炮擊。勒布違背希特勒的意志，准許受到威脅的第16集團軍部分撤退。
此時，希特勒免去了勃勞希奇元帥的職務，自任陸軍總司令。龍德施泰特、古德里安、福斯特爾、赫普納和蓋爾諸將領也先後被免職，施特勞斯上將請了病假。1942年元月13日，勒布也被解除了職務。
勒布在近兩年來一再提出辭呈，這不僅是由於不滿希特勒的指揮，主要是由於他對虐待猶太人的政策極爲反感。黨衛軍在佔領區爲非作歹的狂暴行爲激怒了他，以致拒絕接受部隊“黨政委員”要他去槍殺被俘蘇軍黨代表的命令。
勒布把他的職務移交給了屈希勒爾上將，自己隱居於霍恩施旺高。1945年5月2日，他在該地被美國憲兵逮捕。
1948年10月28日，勒布、屈希勒爾和施佩勒三元帥以及十名將領在紐倫堡美國的軍事法庭上受審。勒布以“破壞和平”、“實施侵略戰爭”的罪名被提起公訴。勒布爲自己辯護道：“我們是在接受軍人教育中成長起來的，無論在什麼時候都以忠於國家爲職責。但在希特勒統治下的第三帝國，我們卻看到同我們的原則相違背的一切倒行逆施。我們也曾反對過，但在一個獨裁製度之下有效手段是有限的。我們雖是軍人，但未發動戰爭。我們認識到戰爭的可怕，從而盡了一切努力來制止希特勒推行其戰爭計劃。”
1948年10月27日和28日，判決宣佈了。勒布被控各條罪狀除一條之外，均宣判無罪。他被判爲有罪的一條是，曾傳達希特勒的罪惡命令。爲此，他被判3年徒刑。因宣判之前他已被拘禁3年多，所以宣判後便獲釋放。
勒布獲釋之後，一直過着淡泊的生活。1949年“清除國社黨分子委員會”的各項調查確認了他一貫反對國社黨的立場。1945年11月巴伐利亞王太子魯普雷西特委任他爲馬克思-約瑟夫軍事勳章獲得者的大首相。
