Woelki urodził się 18 sierpnia 1956 roku w Kolonii jako jedno z trzech dzieci wygnanych z Prus Wschodnich.
Pod koniec II wojny światowej. Studiował filozofię i teologię na Wydziałach Teologicznych uniwersytetów w Bonn i Freiburgu im Breisgau. 14 czerwca 1985 r. kard. Joseph Höffner wyświęcił go na kapłana dla archidiecezji kolonii.