Wiegand ging nach dem Studium der Archäologie und Kunstgeschichte in München, Berlin und Freiburg 1895 nach Athen und bald darauf nach Priene, wo ihm nach Karl Humanns Tod die Leitung der Ausgrabung dieser hellenistischen Stadt übertragen wurde, eine Aufgabe, die er in vorbildlicher Weise löste. 1899 wurde ihm die Stelle eines Direktors bei den Preußischen Museen mit dem Sitz in Konstantinopel verliehen, von wo aus er neben vielen anderen Forschungen große Ausgrabungen in Milet, im Apollo-Heiligtum in Didyma und im Hera-Tempel auf Samos durchführte. Von 1911 bis 1931 war er Direktor der Antikenabteilung der Preußischen Museen in Berlin, von 1932 bis 1936 Präsident des Archäologischen Instituts des Deutschen Reiches.

Wiegand hat sowohl als Gelehrter wie auch als Organisator Außerordentliches geleistet. Seine Ausgrabungen, bei denen die Erforschung griechischer und römischer Architektur im Vordergrund stand, waren zu ihrer Zeit Musterbeispiele in Anlage und Ausführung. Mit dem Pergamon-Museum in Berlin, dessen Verwirklichung er in zähem Bemühen und gegen viele Widerstände durchsetzte, hat er ein großartiges Werk von bis dahin unerreichtem Rang geschaffen.