Podczas II wojny światowej służył na froncie jako Generalarzt w Luftwaffe. 31 maja 1944 roku został odznaczony krzyżem zasługi (Kriegsverdienstkreuz). Po wojnie pracował w Knappschaftskrankenhaus Bochum-Langendreer, gdzie założył oddział neurochirurgiczny. Zajmował się też organizacją placówek neurochirurgicznych w całym kraju. Od 1946 roku kierował Departamentem Badań nad Rakiem i Patologią Doświadczalną w Instytucie Maxa Plancka. W latach 1949–1968 kierował katedrą neurochirurgii na Uniwersytecie w Kolonii. 13 września 1950 roku założył Niemieckie Towarzystwo Neurochirurgiczne i został jego pierwszym przewodniczącym.

Bibliografia Geiger I: Das Leben und Werk von Wilhelm Tönnis unter Berücksichtigung seiner Würzburger Zeit. med. Diss. Würzburg 1981. Gerlach J: Briefe an Tönnis 1969. Gerlach J: Vom Neuanfang bis zum Einzug in die Kopfklinik 1973. König F: Erinnerungen 1952. Röttgen P: Der Anfang mit Wilhelm Tönnis, in: 50 Jahre Neurochirurgie in Deutschland. Triltsch Druck, Düsseldorf 1986. Röttgen P.: Wilhelm Tönnis zum 70. Geburtstag.