Guillermo Ernesto (30 de noviembre de 1662, Blankenhain/Holstein - 26 de agosto de 1728, Weimar) fue duque de Sajonia-Weimar Guillermo Ernesto fue el 4° hijo del duque Juan Ernesto II y de su esposa Cristina Isabel, nacida princesa de Schleswig-Holstein-Sonderburg, pero el 1° sobreviviente . En 1683, después de la muerte de su padre, se convirtió en el duque gobernante, repartiéndose la regencia con su hermano menor Juan Ernesto III.

Dado que Juan Ernesto había caído en el alcoholismo, Guillermo Ernesto rápidamente logró anularle políticamente y ocupó la parte de poder de su hermano, convirtiéndose de hecho en un autócrata, si bien hasta su muerte en 1707 su hermano era formalmente cosoberano (Mitherr). Después de morir su hermano convirtió al hijo de este, Ernesto Augusto I, formalmente en Mitherr, aunque realmente no tomó parte del poder. Más tarde, cuando Guillermo Ernesto murió sin tener hijos, su sobrino Ernesto Augusto I fue su sucesor.

Guillermo Ernesto estuvo marcado por un severo luteranismo y un gran pietismo. En su corte, en invierno a las ocho y en verano a las nueve, llamaba por orden a sus soldados al servicio religioso y luego les interrogaba acerca del contenido del sermón. Sin embargo, Guillermo Ernesto es particularmente conocido por su discusión con Johann Sebastian Bach. El célebre compositor era desde 1708 organista de la corte y músico en Weimar. Cuando el puesto de maestro de capilla quedó libre por la muerte de Johann Samuel Drese, Bach solicitó ocuparlo, pero el duque colocó en él al incompetente hijo de Drese. Bach entonces solicitó su renuncia al puesto, que el duque negó. Disgustado por la insistencia del músico, Guillermo Ernesto detuvo a Bach durante cuatro semanas en la fortaleza, antes de aceptar la renuncia. Este proceder significó para Guillermo Ernesto el que fuese considerado en las biografías de Bach como un arbitrario e ignorante patrón.

Durante el gobierno de Guillermo Ernesto el territorio del ducado gobernado por él se extendió, pues en 1690 la línea inferior ernestina de Sajonia-Jena se extinguió. Sajonia-Jena fue dividida entre Sajonia-Weimar y Sajonia-Eisenach y de ese modo Guillermo Ernesto heredó partes del ducado vecino.