Wilhelmine sinh ngày 7 tháng 8 năm 1751 tại Berlin, là con gái duy nhất và là người con thứ ba của August Wilhelm của Phổ và Luise Amalie xứ Braunschweig-Wolfenbüttel.[3] Vương tôn nữ được rửa tội khoảng hai tháng sau đó và được đặt tên là Friederike Sophie Wilhelmine, được đặt theo Quốc vương Friedrich II Đại vương (bác), Friedrich Wilhelm I của Phổ (ông nội), Sophia Dorothea của Đại Anh (bà nội) và Friederike Sophie Wilhelmine của Phổ (bác bên nội).[4] Wilhelmine được nuôi dưỡng bởi bà nội và sau khi bà nội qua đời, Wilhelmine được giám hộ bởi Elisabeth Christine xứ Braunschweig-Wolfenbüttel-Bevern, Vương hậu Phổ và cũng chính là bác bên ngoại của Wilhelmine.[4][5]