Вчився у вищому комерційному училищі в Лозанні і в Паризькій консерваторії. У 1921 році почав працювати в Голлівуді. Перші самостійні постановки створив в кінці 1920-х років. У другій половині 1930-х — початку 1940-х років — один з провідних представників, що склався в ці роки в американському кіно напряму соціальної драми. Гостротою проблематики відрізняються фільми «Безвихідь» (по С. Кінгслі, 1937), «Лисички» (по Л. Хелман, 1941), а також поставлені пізніше «Найкращі роки нашого життя» (по М. Кантору, 1946), «Звільнення Л. Бі. Джонса» (по Д. Х. Форду, 1970). У роки Другої світової війни працював в документальному кіно, брав участь в бойових діях американських військово-повітряних сил. Майстер екранізацій, Вайлер поєднував в найкращих кінокартинах (окрім названих вище) «Грозовий перевал» (по Е. Бронте, 1939) і «Керрі» (по Т. Драйзеру, 1952) строгу класичну форму з напруженим внутрішнім драматизмом, роблячи при цьому актора основним виразником авторських ідей. Високою режисерською культурою відмічені і розважальні кінокомедії Вайлера — «Римські канікули» (1953), «Як вкрасти мільйон» (1966), «Смішне дівча» (1968).