Wilhelm Stählin wurde am 1. Juli 1831 in Westheim in Bayern geboren. Er studierte Theologie in Erlangen, wurde am 5. November 1854 in München ordiniert und war dann als Pfarrvikar tätig. Anfang 1856 trat er in das Dresdner Missionsseminar in Leipzig ein.

Stählin wurde am 3. Juni 1857 in der Nikolaikirche abgeordnet. Er übernahm am 1. März 1858 das Seminar in Tranquebar (heute Tharangambadi). Am 3. September 1859 heiratete er in Madras Sophie Hauser.

1860 wirkte er bei der Ordination der tamilischen Einheimischen Samuel und Nallatambi mit. Er trat 1863 in den Missionskirchenrat ein und übernahm Oktober 1865 Negapatam (heute Nagapattinam).1866 trat er aus dem Missionsdienst aus.

Wilhelm Stählin starb als Pfarrer in Gunzenhausen am 22. Mai 1886. Er verfasste viele wichtige Schriften. Sein Sohn wurde Professor in Münster und dann Bischof von Oldenburg. Sein Enkel Gustav wurde ebenfalls Missionar.