ヴィルヘルム4世(ドイツ語: Wilhelm IV、1493年11月13日 - 1550年3月7日)は、 1508年から1550年までバイエルン公であり、1545年までは弟のルートヴィヒ10世とともにバイエルン公を務めた。ミュンヘンで、アルブレヒト4世とオーストリアのクニグンデ(皇帝フリードリヒ3世の娘)の間に生まれた。

ウィリアムの父アルブレヒト4世は1506年に長男の王子が王位を継承することを定めていたが、弟のルイは勅令発効前に生まれたことを理由に聖職への道を拒否した。ルイは母と三部会の支持を得て、1516年にウィリアムに共同摂政として自分を受け入れるよう強要した。その後、ルイはランツフートとシュトラウビングの地方を、概ね兄と歩調を合わせて統治した。
ウィリアムは当初、宗教改革に同情的だったが、バイエルンで宗教改革が広まるにつれて考えを変えた。1522年、ウィリアムはバイエルン初の宗教勅令を発布し、マルティン・ルターの著作の公布を禁じた。 1524年に教皇クレメンス7世と合意した後、ウィリアムはドイツ対抗宗教改革の政治指導者となったが、弟のルートヴィヒ10世がボヘミア王位を主張したため、ハプスブルク家とは対立関係にとどまった。両公爵はまた、 1525年にザルツブルク大司教と同盟を結び、南ドイツで起きた農民反乱を鎮圧した。
ハプスブルク家との対立は、両公爵がリンツでフェルディナント1世と合意に達した1534年に終結した。その後、ヴィルヘルムは1546年にカール5世のシュマルカルデン同盟との戦争を支援したが、プファルツ選帝侯としての地位を維持することはできなかった。ヴィルヘルムの宰相を35年間務めたのは、有能なレオンハルト・フォン・エックであった。
1516年4月23日、インゴルシュタットの貴族と騎士からなる委員会において、ヴィルヘルムはバイエルンビールの醸造に関する有名な純粋令を発布し、大麦、ホップ、水のみを原料として使用できると定めた。この規定は、1986年に欧州連合の汎ヨーロッパ規則によって拘束力のある義務としての効力を失うまで有効であった。
1523年、ルートヴィヒ・ゼンフルの任命により、バイエルン州立管弦楽団の隆盛が始まった。特に重要なのは、ヨハン・エックがヴィルヘルムのために書いた1537年の聖書翻訳『エック聖書』である。これは神学的にルターに真っ向から反対しており、カトリックの修正聖書に分類される。また、東ドイツのザクセン語ではなく、バイエルン方言のドイツ語で書かれているため、言語学的にも重要である。
ヴィルヘルムは重要な美術収集家であり、美術品の委託者でもありました。他の作品の中でも、彼はアルブレヒト・アルトドルファーの「イッソスの戦い」を含む、さまざまな画家による重要な絵画の連作を依頼しました。これは、ヴィルヘルムのコレクションのほとんどと同様に、現在ミュンヘンのアルテ・ピナコテークに収蔵されています。いわゆるルントシュトゥーベンバウでノイヴェステを拡張し、最初の宮廷庭園を設置するよう命じたことで、ミュンヘン・レジデンツが代表的な宮殿としての歴史を始めました。庭園パビリオンの歴史サイクルには、アルブレヒト・アルトドルファーの絵画が含まれていました。1546年、彼と息子のアルブレヒト5世は、ゴシック様式の廃墟から、後にバイエルンの支配者のお気に入りの住居となった、ルネサンス様式の4翼の宮殿と宮廷庭園にダッハウ宮殿を建設するよう命じました。
ウィリアムは1550年にミュンヘンで亡くなり、息子のアルベルトが後を継いだ。彼はミュンヘンのフラウエン教会に埋葬されている。

1522年、ウィリアムはバーデン辺境伯フィリップ1世とその妃エリーザベト・フォン・プファルツの娘、ヤコバエア・フォン・バーデン(1507年 - 1580年)と結婚し、 4人の子供をもうけた。