Wilhelm Polthier wurde am 15. März 1892 als zweites von vier Kindern des Gymnasialprofessors Konrad Heinrich Polthier und seiner Ehefrau Margarethe Sophie Polthier, geb. Wegener in Wittstock geboren.

Nach dem Abitur studierte er Geschichte, Kunstgeschichte, Germanistik und Philosophie in Straßburg, Göttingen, Berlin und Greifswald. Wilhelm August Polthier nahm als Kriegsfreiwilliger am 1. Weltkrieg teil. 1916 wurde er kriegsbeschädigt aus dem Militärdienst entlassen, nahm seine Studien wieder auf. Er promovierte 1919 zum Dr. phil. in Greifswald und wurde nach Stationen an der Universitätsbibliothek Greifswald und Königsberg an die Preußische Staatsbibliothek versetzt.

1922 heiratete er in Stralsund Mathilde Ernestine Wilhelmine Hagedorn (1895-1965). 1929, 1930 und 1934 wurden die Söhne Eberhard, Konrad und Heinrich geboren.

Unter zahlreichen Publikationen verdient insbesondere das 1933 erschienene Buch „Die Geschichte der Stadt Wittstock“ besondere Erwähnung, gilt es doch auch heute noch in wesentlichen Teilen als Standardwerk zur Wittstocker Stadtgeschichte. Auch sein nach 1945 zusammengetragenes Manuskript für das erst 1998 erschienene „Wittstocker Häuserbuch“ sei hier besonders hervorgehoben.

Von 1945 bis 1947 arbeitete er am Wittstocker  Gymnasium als Lateinlehrer, Aquarellist des alten Stadtbildes und war für das Stadtarchiv und das Heimatmuseum tätig. 1947 nach Verhaftung und Verschleppung seines ältesten Sohnes Eberhard in die frühere Sowjetunion flüchtete die Familie über Dortmund nach Berlin-Zehlendorf.

Von 1948 bis 1959 nahm er wieder seine Tätigkeit in der Staatsbibliothek Berlin bis zu seinem Ruhestand auf. Als Genealoge schätzte er sich glücklich, dass er sein persönliches Interesse, der akribisch betriebenen Familienforschung mit seinen beruflichen Pflichten verbinden konnte. So schreibt er im Rückblick 1960: „Der genealogischen Forschung, nur einem Seitenzweig am Baum der Geschichtswissenschaft, der ich mich fachlich verschrieben hatte, gehörte meine ganze Liebe (…) der familiengeschichtlichen Forschung – nicht nur in eigener Sache - widmete ich neben der Berufsarbeit meine besten Kräfte (…)“.

Am 1. April 1961 verstarb Dr. Wilhelm August Polthier an Kehlkopfkrebs. Seine Witwe, Mathilde Ernestine Wilhelmine ordnete bis zu ihrem Tod am 1. Juli 1965 den wissenschaftlichen Nachlass ihres Mannes. Die Grabstätte der beiden befindet sich auf dem Friedhof in Wittstock. Näheres zu Leben und Werk Dr. W. A. Polthier kann im Jahrbuch Ostprignitz-Ruppin 2011 nachgelesen werden.