生于美浓国大恒城城下町。明治二十三年（1890），毕业于东京帝国大学日本文学系，此后担任大学文书和图书馆管理工作。明治二十五年起的四年时间里兼任学习院教授。明治二十九年，担任东京帝国大学助教授兼附属图书馆司书官，次年晋升为图书馆馆长，担任此职务27年。明治四十三年，赴欧美留学，潜心研究图书馆相关事务。归国后，开设了日本最早的图书馆学大学课程，并着手创立日本文库协会（后更名为日本图书馆协会）和文部省图书馆员教习所。大正七年（1918），晋升为教授；大正九年，获得文学博士学位。曾任日本文库协会会报《图书馆杂志》首任编辑委员长、日本文库协会会长和日本图书馆协会会长。提倡建立图书馆员培训机构，并分别在第一届图书馆事项讲习会和第一届文部省夏季讲习会讲授欧美图书馆史和编目法以及学校图书馆管理法等内容。主要代表著作有《图书馆小识》（1922）、《图书馆管理法大纲》（1902）、《古版地志解题》（1916）等。大正十二年，因关东大地震，东京帝国大学附属图书馆遭遇火灾，所藏珍贵书籍多数遭到损毁，和田万吉于第二年引咎辞职。之后，在法政大学、东洋大学等机构担任讲师工作。

和田万吉是日本图书馆学教育的早期开拓者，图书馆经营管理的早期实践者。他在日本文学领域也做出了很大贡献，在古版本等出版史的相关研究以及近代文学典籍的原文校勘等方面留下了丰硕的研究成果，在谣曲和曲亭马琴方面的研究成果尤其突出。