Willi Weitzel stammt aus Stadtallendorf (Hessen), wo die Familie seiner Mutter über mehrere Generationen ein Einzelhandelsgeschäft betrieb.
Er wuchs mit seinem jüngeren Bruder Manuel und seiner älteren Schwester Ingrid auf. Sein Vater war Vertreter einer Schokoladenfirma.
1992 legte er an der Stiftsschule St. Johann in Amöneburg sein Abitur ab und leistete anschließend Zivildienst.
Danach studierte er ab 1994 an der Ludwig-Maximilians-Universität München für vier Semester Theologie, ohne einen Abschluss zu erwerben.
Im Anschluss absolvierte er ein Praktikum beim Bayerischen Rundfunk.
Gleichzeitig begann er ein Lehramtsstudium für die Hauptschule in den Fächern katholische Religionslehre, Deutsch, Geographie und Sport, das er 2000 abschloss.
Weitzel lebt seit 2013 in Herrsching am Ammersee. Er ist seit 2012 zum zweiten Mal verheiratet und hat drei Töchter, eine davon aus erster Ehe.