Figlio di un affermato chirurgo tedesco che esercitava in Russia, Woldemar Mobitz ritornò in Germania, a Tubinga, all'età di sei anni. Dopo la morte prematura del padre fu ospitato da uno zio a Meiningen, dove frequentò il locale ginnasio. Dopo aver conseguito la maturità (1908), Mobitz seguì gli studi universitari al Collegio "Corps Rhenania Freiburg" di Friburgo in Brisgovia, laureandosi brillantemente nel 1914 a Monaco di Baviera. Dopo aver partecipato alla prima guerra mondiale, lavorò inizialmente come chirurgo ospedaliero a Berlino, e successivamente, dal 1921, come internista nella Prima clinica medica universitaria di Monaco di Baviera diretta da professore Ernst von Romberg. 