II wojna światowa i lata powojenne Willi Hennig przeszedł szkolenie wojskowe od zimy 1938 roku do wiosny 1939 i powołano go do wojska wraz z początkiem wojny. Służył w piechocie na terenie Polski, Francji, Danii i Rosji, gdzie ciężko raniono go w 1942 roku. Był jednym z zaledwie pięciu żołnierzy z całej kompanii, którzy przeżyli oblężenie Stalingradu. Dochodził do zdrowia w kilku szpitalach polowych, a następnie na pół roku urlopowano go z wojska. Po tym czasie otrzymał instrukcje od Wojskowej Akademii Medycznej w Berlinie i został wysłany do służby zwalczającej malarię i inne epidemie w Grecji i północnych Włoszech, zwłaszcza w okolicach Wenecji.
W maju 1945 roku w Lignano został pojmany przez brytyjskich żołnierzy i do października przetrzymywano go jako jeńca wojennego. Po kilku tygodniach w obozie jenieckim Henniga przeniesiono do służby zajmującej się zwalczaniem malarii. W tym czasie stworzył manuskrypt pracy Grundzüge einer Theorie der Phylogenetischen Systematik. Napisał ją ołówkiem lub kredką we włoskim brulionie. Według Schlee Hennig ukończył manuskrypt w 1948 roku, podczas blokady Berlina. Krótkie fragmenty pracy opublikowano w 1947 i 1949. Stwierdził, że systematyka powinna odzwierciedlać filogenezę, a nie – jak powszechnie wówczas przyjmowano – morfologiczne podobieństwo.