Wolfram von Richthofen nació en Barzdorf, región de la Baja Silesia, ahora ciudad de Bartoszówek en Polonia. Era miembro de la familia aristocrática von Richthofen, era primo de Manfred von Richthofen, as de la aviación acreditado con 80 victorias llamado "Barón rojo" y de Lothar von Richthofen también as de la aviación acreditado con 40 victorias durante la primera guerra. Durante la Primera Guerra Mundial sirvió en una unidad alemana de caballería, y en 1918 solicitó su pase a la aviación.
En marzo de 1918 le destinan a la Jasta 11, al mando de su pariente Manfred von Richthofen, y para el final de la guerra había derribado ocho aviones, ganándose el título de As.
El 18 de septiembre de 1920, se casó con Jutta von Selchow (1896-1991) en Breslavia (ahora Breslavia en Polonia), con la que tuvo tres hijos.
Ingresó en la recién creada Luftwaffe en 1933 como asistente técnico especializándose en la técnica del bombardeo rasante. En 1936 fue enviado a España, donde asumió el mando como Jefe del Estado Mayor de la Legión Cóndor en la guerra civil española. Ocupó este puesto durante gran parte de 1937.
Regresó a Alemania en 1937, volviendo de nuevo a España en 1938 con el grado de coronel y asumiendo el mando de la Legión Cóndor. Por su labor, fue condecorado por el general Francisco Franco con la Cruz española de oro y brillantes y fue ascendido a general de división.
El 17 de julio de 1941 fue condecorado con las Hojas de Roble de la Cruz de Caballero. El VIII Cuerpo Aéreo fue en apoyo del VI Ejército del General Walter von Reichenau en Francia, en Italia, Grecia y luego en el frente del este en la Operación Barbarroja en apoyo de las fuerzas del general Erich von Manstein en dirección a Moscú y Stalingrado. Cuando el VI Ejército fue cercado en Stalingrado estuvo a cargo del puente aéreo para abastecer con suministros a las fuerzas de Friedrich Paulus.[1]
El 16 de febrero de 1943 fue promovido a Mariscal de campo estando a cargo del IV cuerpo aéreo. Se le detectó un tumor cerebral en octubre de 1944 que lo hizo solicitar el retiro por enfermedad del servicio activo a finales de 1944.[2] Murió el 12 de julio de 1945 en un hospital militar en Bad Ischl (Austria), siendo prisionero de los estadounidenses.