Il débute comme acteur de théâtre à Berlin sous la direction de Max Reinhardt et gagne rapidement une enviable notoriété en jouant dans plusieurs films muets aux côtés de Lil Dagover, Olga Tschechowa, Mady Christians ou Xenia Desni. On le voit donner la réplique à Dita Parlo dans Mélodie des Herzens (Hanns Schwarz, 1929) et surtout Lilian Harvey dans la version allemande du Congrès s'amuse (E. Charell, 1931) ou Un rêve blond (Ein blonder Traum, Paul Martin, 1932). Fritz Lang saura l'utiliser à contre-emploi dans les Espions (1928) et la Femme sur la lune (1929) mais la UFA comprend vite que son domaine de prédilection est l'opérette. Willy Fritsch exploite alors son charme de jeune premier avantageux, fantaisiste, vivace sans manifester d'ambition démesurée, au gré des modes, soucieux d'un succès qui ne se démentira guère pendant plus d'un quart de siècle. Le couple idéal qu'il forme avec Lilian Harvey se perpétue avec Käthe de Nagy, sa partenaire dans Son Altesse commande (Ihre Hoheit befiehlt, H. Schwarz, 1931), Moi le jour, toi la nuit (Ich bei Tag und du bei Nacht, L. Berger, 1932), la Princesse Turandot (G. Lamprecht, 1934) ou En fils de soie (An Seidenem Faden, R. A. Stemmle, 1938), Renate Müller et Käthe Gold. Infatigable, il joue pendant et après la guerre des rôles légers et fantaisistes (la Chauve-Souris, G. von Bolvary, 1945 ; Film ohne Titel, Rudolf Jugert, 1948 ; Schwarzwaldmelodie, G. von Bolvary, 1956). Pour lui, la dernière valse (c'était le nom d'un film tourné en 1927 Der letzte Walzer par Arthur Robison avec Liane Haid et Ida Wüst) ne semblait jamais devoir s'achever.