Wkrótce początkujący artysta podjął pracę w ich pracowni na Polu Marsowym (dzielnica Campo Marzio) przy Via Margutta 5.
Po ukończeniu studiów Wilhelm Kotarbiński rozpoczął karierę malarską, tworząc obrazy o tematyce związanej ze światem antycznym. Powstawały one w jego własnej pracowni przy Via di San Basilio (urządzonej dzięki pomocy braci Swiedomskich), w której także udzielał odpłatnie lekcji młodym adeptom malarstwa, m.in. poznanej w Neapolu Marii Baszkircewej. Ponadto Towarzystwo Zachęty Sztuk Pięknych przyznało mu zasiłek w wysokości 500 rubli. Pierwsze prace wystawiał wówczas w Rzymie i we Lwowie.
W 1880 poznał sławnego wówczas rosyjskiego krytyka sztuki Władimira Stasowa. Na jego prośbę sporządził kopię jednego z XIV-wiecznych rękopisów ze zbiorów Muzeów Watykańskich, co kosztowało go rok pracy.
W stolicy Włoch mieszkał do 1887 lub 1888. Zaprzyjaźnił się tam z Henrykiem Siemiradzkim. Z upływem czasu rosło uznanie dla twórczości Wilhelma Kotarbińskiego, co przysporzyło mu protektorów. Jednym z pierwszych był Josip Juraj Strossmayer, biskup Đakova, który w 1875 zakupił dwa jego obrazy: Męczeństwo świętego Kaliksta i Ucieczkę do Egiptu.