Franz Karl Heinrich Wilmanns (ur. 26 lipca 1873 w Durango, zm. 23 sierpnia 1945 w Wiesbaden) – niemiecki lekarz psychiatra, profesor Uniwersytetu Ruprechta i Karola w Heidelbergu.
Syn Franza Rudolpha Florenza Augusta Wilmannsa i Elise Bernhardine Ottilie Delius; miał jedenaścioro rodzeństwa, jego bratem był chemik Gustav Wilmanns. Maturę zdał w 1891 roku w Riesie. Studiował medycynę na Uniwersytecie w Bonn, Uniwersytecie Jerzego Augusta w Getyndze i Uniwersytecie Fryderyka Wilhelma w Berlinie, studia ukończył w 1897 roku na Uniwersytecie w Bonn. Następnie był asystentem w klinikach psychiatrycznych w Bremie u Delbrücka i w Bonn u Pelmana, a od 1902 roku w klinice psychiatrycznej Uniwersytetu w Heidelbergu u Emila Kraepelina. Od 1904 roku naczelny lekarz (Oberarzt) w klinice psychiatrycznej u Franza Nissla. W 1906 roku uzyskał habilitację w Heidelbergu, w 1912 roku został profesorem nadzwyczajnym. Podczas I wojny światowej służył na froncie jako oficer sanitarny. Od 1917 roku dyrektor zakładu psychiatrycznego w Konstancji. Rok później powołany na katedrę w Heidelbergu jako profesor zwyczajny. W 1933 roku stracił pracę z powodów politycznych, na podstawie artykułu 4 Ustawy o Odnowieniu Stanu Urzędniczego (niem.