Doniosłe skutki miał konflikt Wilhelma z ojcem w sprawie uposażenia swego przyrodniego rodzeństwa pochodzącego z drugiego, morganatycznego małżeństwa ojca. Wobec stanowiska syna Filip postanowił zmienić swój pierwotny testament, zgodnie z którym Wilhelm miał zostać jedynym władcą Hesji i podzielić ją pomiędzy czterech swoich synów z pierwszego małżeństwa. I tak, po śmierci ojca w 1567 r. Wilhelm otrzymał Hesję-Kassel (obejmującą Dolną Hesję, dawne hrabstwo Ziegenhain i heską część Schmalkalden). Zapoczątkowany wówczas podział Hesji okazał się trwały, linia na Kassel panowała tu do 1866 r. W 1568 r. bracia potwierdzili podział Hesji, ustalając jednak wspólną kontrolę nad niektórymi instytucjami (m.in. uniwersytet w Marburgu). Podział ten oznaczał również spadek znaczenia Hesji. W miarę swoich możliwości Wilhelm działał na rzecz umocnienia reformacji w Niemczech (m.in. pośredniczył w rozwiązaniu konfliktu między elektorem saskim Augustem a palatynem reńskim Fryderykiem III, a w 1552 r. uczestniczył w traktacie między książętami protestanckimi Niemiec a królem Francji Henrykiem II). Grał też rolę pośrednika pomiędzy różnymi nurtami protestantyzmu.