В1873 г. женился на дочери майора Ивановского Елене Григорьевне. У него родились дети: дочь Елена (1875 г.), сыновья Григорий (1877 г.), Александр (1879 г.), Владимир (1881 г.). Поскольку мать была русской, все дети были православного вероисповедания, т.е. считались русскими, несмотря на немецкую фамилию.
В 1886 г. назначен помощником главного инспектора минного дела и 6 лет занимался вопросами применения мин, торпед, электричества, подводных лодок. Для этих целей специально выезжал в командировки за рубеж и участвовал в комиссиях по проведению опытов и испытаний. Получил звание капитана 2-го ранга, временно исполнял обязанности заведующего минной частью. Приобрёл большой опыт штабной службы, все знающие Вильгельма Карловича отмечали его знания, штабную культуру, спокойное обращение с людьми. Минным делом он занимался до лета 1892 г., когда был назначен командиром минного крейсера «Воевода». В 1889 г. он был членом комиссии по проверке вернувшегося из дальнего похода «Витязя» и «Дмитрия Донского» (командиры кораблей Макаров и Скрыдлов). В 1893 и 1898 гг. его сыновья Александр и Владимир поступили в Морской кадетский корпус. В это время их отец принимает построенные в Германии минные крейсера «Посадник» и «Воевода», конвоирует царскую яхту «Полярная Звезда» в Копенгаген, командует крейсером «Наездник». На эскадренном броненосце «Александр II» исполняет должность флагманского минного офицера Балтийского моря, в 1894 г. получает чин капитана 1-го ранга, назначен 1 января 1895 г. заведующим миноносками и их командами, в июне 1895 г. принимает крейсер «Дмитрий Донской». В 1897—1898 гг. на крейсере «Дмитрий Донской» совершает заграничное плавание и в 1898 г. был назначен командиром 18-ю флотскою экипажа и броненосца «Ослябя». С этой должности он был назначен начальником штаба наместника на Дальнем Востоке адмирала Е. Алексеева, на которой получил чин контр-адмирала. Его награды пополняют ордена Станислава и Анны 2-й степени, Владимир 4-й степени с бантом, греческий орден Спасителя Командорского креста и серебряная медаль в память царствования Александра III.
Как видим, обычная служба хорошего офицера, но эскадрами кораблей ему командовать не пришлось (если не считать заведывания миноносками). Прежде всего, Вильгельм Карлович был отличным штабным офицером, обладавшим выдающимися познаниями в минном деле и подводных лодках. Именно с ними связаны страницы истории нашего флота и успехи адмирала. Именно Витгефту принадлежит идея привезти в Порт-Артур лодки Джевецкого для психологического давления на японцев. После гибели С.О. Макарова Вильгельм Карлович был назначен исполняющим обязанности командира эскадры. С его разрешения была произведена минная постановка «Амура», принесшая самый громкий успех нашего флота за войну — гибель броненосцев «Хацусе» и «Ясима». Поскольку постановка мин вне территориальных вод не одобрялась тогдашним морским правом, он взял всю ответственность за этот случай на себя. По требованию царя В.К. Витгефт повёл эскадру на прорыв во Владивосток из осаждённого с суши Порт-Артура. Умелым манёвром ему удаётся заставить эскадру X. Того промахнуться и оказаться за кормой русских кораблей, но из-за недостаточной скорости концевых кораблей японцы догнали уходящий от них флот. Стоявший на открытом мостике своего флагманского броненосца «Цесаревич» адмирал был убит взрывом крупнокалиберного снаряда. Его останки были похоронены в открытом море, а «Цесаревич» оказался единственным порт-артурским броненосцем, уцелевшим после войны.
Сыновья адмирала достойно несли службу. Владимир отлично закончил корпус и получил премию адмирала Нахимова (150 р.) за учёбу. С началом войны произведён в мичмана без экзамена и отправлен в Порт-Артур. Служил на миноносцах. За бои на суше получил высшую воинскую награду — орден Св. Георгия — и досрочно произведён в лейтенанты. После войны он закончил офицерский артиллерийский класс, на броненосце «Цесаревич» участвовал в спасении населения Мессины, пострадавшего от землетрясения, закончил военно-морской отдел академии. В 1913 г. получил звание капитана 2-го ранга. С 1914 г. был старшим флаг-офицером по оперативной части Балтийского флота. Ему пришлось вместе с адмиралом Н.О. Эссеном планировать боевые действия против германского флота на Балтике. Помимо ордена Св. Георгия имел ордена Св. Владимира 4-й ст. с бантом и мечами, Станислава 3-й ст. с мечами, Анны 2-й и 4-й ст. и 3-й ст. с мечами, медалями. Но 12 апреля 1917 г. умер от ран, полученных ранее; осталась дочь Марина