Wilhelmine Pehling war die Tochter des Zollbetriebsassistenten Wilhelmin Pehling. Sie wuchs mit drei Geschwistern auf.
Ihre Ausbildung begann 1925 an der Bremer Kunstgewerbeschule bei Kleinhempel. Aquarelle, auf Reisen oder bei Ausflügen in die Bremer Umgebung entstanden, locker und transparent auf das Papier gestreift, waren das bevorzugte Ausdrucksmittel der Malerin.
1929 machte sie eine Lehre als Musterzeichnerin und Stickerin. Im Sommersemester 1931 war sie im Abendunterricht für Mode/Textil bei Hedwig Schlink und malte Akt bei A. Fricke. Ab 1932 arbeitete sie als Musterzeichnerin.
Während dieser Zeit zeichnete sie, aquarellierte und betrieb Studien in Hagenbecks Tierpark. In Abendkursen ab 1936 erlernte sie das Maschinenbauzeichnen. Dies ermöglichte ihr eine Anstellung als technische Zeichnerin bei der AG Weser, die ihre Existenz sicherte. Es folgten Jahre als Privatschülerin der Bremer Malerin Elisabeth Hausmann und bei Prof. Willy Menz.

Ab 1940 war Wilhelmine Pehling Mitglied der GEDOK und der Reichskulturkammer. 1943 beteiligte sie sich an zahlreichen Ausstellungen in Breslau, Oldenburg und Bremen.

Bei den Bombenangriffen von 1944 wurde ihr Elternhaus zerstört, sie selbst wurde verschüttet und erlitt dadurch eine Augenverletzung. Ihr Werk wurde größtenteils vernichtet. .

Von 1950-1954 studierte sie nochmals an der Staatlichen Kunstschule Bremen bei Menz, Grafik und Schrift bei Ohlsen. Ab 1959 folgten zwei Jahre an der Uni München. Danach arbeitete sie als freischaffende Grafikerin. Ab 1973 war sie krank und arbeitsunfähig. Im August 1987 fand in Bremen eine Gedächtnisausstellung statt. 1987 wurden im Achimer Rathaus zahlreiche Landschaftsbilder, Porträts und Tierstudien von ihr ausgestellt. Ihre Freundin Albertine Loose, mit der sie eine über 30jährige Freundschaft verband, veranstaltete 1982 eine Gedenkausstellung mit 122 Bildern, die in einem dazu erschienen Katalog aufgelistet und zum Teil abgebildet sind. Ihre Freundin schrieb über sie: "Sie war zeitlebens eine Suchende, sie lebte für die Kunst, aber sie war sich nie sicher, ob das, ws sie schuf, den von ihr selbst sehr hoch angesetzten künstlerischen Ansprüchen genügte." Vier Bilder schenkte sie dem Focke-Museum, das auch den genannten Katalog besitzt.