Guillermo Luis de Nassau-Dillenburg fue conde de Nassau-Dillenburg entre 1606 y 1620, y estatúder de Frisia, Groninga y Drente.
Hijo primogénito de Juan VI de Nassau-Dillenburg e Isabel de Leuchtenberg.
Sirvió como oficial de caballería a las órdenes de su tío Guillermo de Orange. Entre 1588 y 1609, junto con su primo Mauricio de Nassau planificó la estrategia militar de las Provincias Unidas de los Países Bajos en la guerra que éstos mantenían contra España por su independencia, la guerra de los Ochenta Años.
El 25 de noviembre de 1587 casó con su prima Ana de Nassau, hermana de Mauricio de Nassau. Ana murió poco después de la boda, el 13 de junio de 1588. Guillermo Luis no volvería a casarse.
Fue apodado "Us heit".
Guillermo Luis murió en 1620 sin descendencia y fue sucedido por su hermano menor Jorge.