Köhler studierte Philosophie Naturwissenschaften und Psychologie den Universitäten Tübingen Bonn und Berlin. 1909 dissertierte er bei Carl Stumpf über Akustische Untersuchungen . 1914 bis 1920 leitete er die der Preußischen Akademie der Wissenschaften auf Teneriffa er seine berühmten Untersuchungen über das Problemlöseverhalten Menschenaffen durchführte. 1920 bis 1935 lehrte er der Universität Berlin wo er 1922 bis Direktor des Psychologischen Institutes war. 1933 protestierte öffentlich gegen die Rassenpolitik der Nationalsozialisten. 1935 er Deutschland endgültig und nahm eine Professur Swarthmore College Pennsylvania an. 1958 bis 1959 Köhler Präsident der American Psychological Association. 1962 ihm die Ehrenbürgerschaft der Freien Universität Berlin
Die amerikanische Psychologin Mary Henle eine seiner engsten Mitarbeiterinnen im amerikanischen gab 1971 die Selected Papers of Wolfgang Köhler heraus (Liveright: New York). Die Arbeiten Wolfgang Köhler finden heute wieder verstärkt Beachtung anderem in der Gehirnforschung.