Walczył w czasie kampanii wrześniowej w szeregach 6 Dywizji Piechoty Armii „Kraków” w bitwach pod Pszczyną i Tomaszowem Lubelskim.

W czasie okupacji mieszkał u siostry Bronisławy w przysiółku Księżomost w Sędziszowie Małopolskim, a następnie od 1941 roku w Krakowie, gdzie pracował w Ubezpieczalni Społecznej. W Krakowie działał w podziemiu ucząc młodzież maturalną na konspiracyjnych kompletach. W 1945 rozpoczął studia na Wydziale Humanistycznym (polonistyka) Uniwersytetu Jagiellońskiego, które ukończył 1 grudnia 1947 roku.

Za swój debiut literacki sam Wilhelm Mach uważał publikację wiersza Tobie dalekiej wydrukowanego jesienią 1945 roku w jednodniówce Inaczej, której był współredaktorem. Jako prozaik debiutował opowiadaniem Rdza w 1945 roku na łamach 42 numeru tygodnika „Odrodzenie”. W latach 1945–1946 należał do grupy literackiej Zespół Młodych „Inaczej”. W latach 1945–1950 był sekretarzem redakcji miesięcznika „Twórczość” w Krakowie. Publikował w nim opowiadania i recenzje literackie. Publikował również w „Odrodzeniu” (1945–1947) i w „Dzienniku Literackim” (1947–1950). Od 1945 roku był członkiem Koła Młodych przy Oddziale Krakowskim Związku Zawodowego Literatów Polskich (od 1949 roku Związku Literatów Polskich). Członkiem Związku został w 1948 roku. W latach 1947–1948 był stypendystą rządu francuskiego w Paryżu.