Wilhelm Schmidtbonn wird 1876 als Sohn des Pelz- und Huthändlers Johann Martin Schmidt und dessen Ehefrau Wilhelmine Charlotte, geb. Peters, geboren. In seiner Geburtsstadt Bonn, die ihm als Jugendlicher „als eine der schönsten und bedeutsamsten Städte der Welt“ erscheint, wächst Schmidtbonn gemeinsam mit seiner älteren Schwester Henriette auf. Infolge seiner Liebe zur Stadt Bonn entsteht später auch sein Künstlername „Schmidtbonn“.

Als junger Mann zeigt sich Schmidtbonn zunächst rebellisch und bricht nicht nur den Gymnasialbesuch, sondern später auch seine klassische Musikausbildung im Konservatorium in Köln sowie seine Lehre in einer Buchhandlung vorzeitig ab. Mit dem Wunsch, selber zu schreiben, widmet er sich schließlich einem Literaturstudium in den Städten Bonn, Berlin und Göttingen. In Bonn lernt er Professor Berthold Litzman, einen Germanisten und Literaturwissenschaftler, kennen und wird fortan von diesem gefördert.

1901 erscheint Schmidtbonns erstes Schauspiel Mutter Landstraße. Das Stück wird noch im selben Jahr am 14. Juni unter der Regie Ernst Lewingers in Dresden uraufgeführt. Drei Jahre später, am 22. Februar 1904, wird Mutter Landstraße auch – mit Max Reinhardt in der Rolle des Vaters – auf der Bühne des kleinen Theaters in Berlin inszeniert.

Im März 1905 vermählt Schmidtbonn sich mit der aus Tirol stammenden Luise Treuer. Im darauffolgenden Jahr nimmt er eine Anstellung als Dramaturg am Düsseldorfer Theater von Louise Dumont an, die er bis 1908 ausübt. Neben der Veröffentlichung seines Romans Der Heilsbringer (1906) sowie seiner Arbeit an neuen Schauspielstücken wirkt Schmidtbonn in dieser Zeit zusätzlich als Herausgeber der Theaterzeitschrift Masken. Bei dieser handelt es sich um eine Wochenschrift, in der vor allem jungen deutschen Dichtern die Möglichkeit geboten wird, sich dem Publikum zu präsentieren und u.a. ihre Meinung zum Theater kundzugeben.

In Düsseldorf lernt Schmidtbonn den deutschen Maler August Macke kennen. Es entsteht eine innige Freundschaft, die bis zum frühen Tod Mackes im Jahr 1914 andauert. In ihrem Werk Erinnerungen an August Macke (1962) erinnert sich Mackes Ehefrau, Elisabeth Erdmann-Macke, an Schmidtbonn als loyalen Freund, der ihrem Ehemann stets mit Rat und Tat zur Seite stand. Daneben schildert sie viele Erlebnisse und Reisen, die sie gemeinsam unternahmen.

Auch am Tegernsee, wo Schmidtbonn ab 1908 residiert und seiner Karriere als freier Schriftsteller nachgeht, besucht ihn das Ehepaar Macke auf ihrer Hochzeitsreise. Diese soll ursprünglich in Paris stattfinden; doch nachdem Schmidtbonn August Macke im September 1909 schreibt – Der Winter ist hier doch herrlicher als in Paris. Ewige Sonne, so warm, dass man den ganzen Tag auf dem Balkon sitzen kann. Sonnenuntergänge am See, Bauernhäuser, wie sie wohl nirgends wieder auf der Welt so schön sind... Also, setzt Euch auf den Zug, Ihr kommt in ein Märchen hinein! – verlegt das frisch vermählte Ehepaar seine Reise und kommt am 31. Oktober 1909 in Tegernsee an. Wie Schmidtbonn sind auch sie von der Idylle überwältigt und bleiben bis November 1910 dort sesshaft. In dieser Tegernseer Zeit begegnen sich Schmidtbonn und Macke häufig und erleben beide eine kreative Schaffensphase. Auf sein 1908 uraufgeführtes Drama Der Graf von Gleichen, das Schmidtbonn zum Durchbruch verhilft, erscheinen 1909 bis 1914 zahlreiche Bühnenstücke und Novellen, darunter Der Zorn des Achilles (1909), Der spielende Eros (1911), Das Glücksschiff (1912), Der verlorene Sohn (1912) oder Der Wanderbaum. Legenden (1914).

Nach dem Ausbruch des ersten Weltkrieges agiert Schmidtbonn ab 1914 als Kriegsberichterstatter an der Front. In dieser Zeit entsteht 1914: Ein Kriegsvorspiel für die Bühne, ein Schauspiel, in welchem Schmidtbonn England verunglimpft und u.a. als „Urfeind“ betitelt, der „erwürgt“ gehört.

Gesundheitliche Probleme des Schriftstellers führen 1920 zu einem Umzug in die Schweiz, wo er von 1928 bis 1939 in Ascona lebt. In dieser Zeit schließt er sich dem von Josef Winckler, Wilhelm Vershofen, Jakob Kneip und Richard Dehmel gegründeten Bund Rheinischer Dichter an und bekundet daneben mehrmals seine Sympathien für Hitler und den aufsteigenden Nationalsozialismus. So schreibt er nach Hitlers Machtergreifung: „Wir hörten alle Hitler-Reden und haben oft Tränen in den Augen vor Heimweh. Auch wir glauben an den Nationalsozialismus.“ Diese Zustimmung für das NS-Regime bestimmt den weiteren Lebenslauf Schmidtbonns und öffnet ihm auf beruflicher Ebene einige Türen: Er wird in den „Reichsausschuss für Volksschauspiel“ berufen und in die Preußische Akademie der Künste aufgenommen. Am 18. März 1933 unterstützt er die NS-Herrschaft schließlich aktiv, indem er eine Loyalitätserklärung der Deutschen Akademie der Dichtung unterschreibt und Mitglied einer Schweizer NSDAP-Ortsgruppe wird. Im Jahr 1936 wird Schmidtbonn von der Universität Bonn zum Ehrendoktor ernannt. Es folgen weitere Auszeichnungen wie beispielsweise sein ihm 1941 verliehener Rheinischer Literaturpreis und die ihm 1943 überreichte Beethoven-Medaille der Stadt Bonn.

Die Werke, die in den 1930er-Jahren entstehen, handeln vorwiegend von seiner rheinländischen Heimat, im Besonderen Bonn, wie anhand eines seiner wohl bekanntesten Werke, Der dreckige Marktplatz (1935) – ein Roman, in dem er das Porträt seiner Heimat Bonn skizziert – deutlich wird. Es mag mithin auch diese unbedingte Liebe zu seinem Geburtsort sein, die ihn dazu motiviert, am Ende seines Lebens erneut ins Rheinland, genauer nach Bad Godesberg zu ziehen. Dort lebt er bis zum seinem Tod im Jahr 1952 und wird in einem Ehrengrab der Stadt Bonn auf dem Alten Friedhof beigesetzt. Ein Teil seines Nachlasses befindet sich seit dem Tod seiner Ehefrau 1967 in der Obhut des Bonner Stadtmuseums und des Stadtarchivs.

Obwohl Schmidtbonn für sein literarisches Werk vielfach posthum geehrt wird und Straßen in Bonn und Düsseldorf nach ihm benannt sind, steht der Schriftsteller aufgrund seiner Vergangenheit jüngst im Kreuzfeuer der Kritik. So beschließt die sich aus Historiker*innen zusammensetzende Düsseldorfer Expertenkommission im Jahr 2020 die nach Schmidtbonn benannte Straße im Stadtteil Garath umzubenennen. Grund hierfür sind sein antisemitisches Handeln – 1930 weigert Schmidtbonn sich, jüdische Schauspieler für die Vorstellung seiner Theaterstücke zu engagieren – und seine mehrfach geäußerte Sympathie für Hitler sowie für dessen Terrorregime.