Né le 5 mars 1933 à Heidenheim-Brenz, dans le diocèse de Rottenburg-Stuttgart (Allemagne), Walter Kasper accomplit ses études de philosophie et de théologie à Tübingen et à Munich en Bavière, de 1952 à 1956. Ordonné prêtre le 6 avril 1957, il acquiert en 1961 le grade de docteur en théologie près la faculté de Tübingen avec une thèse sur " la doctrine de la Tradition sous l'École romaine ". Il devient assistant des professeurs Scheffczyk et Hans Küng de 1961 à 1964. En 1964, avec un doctorat d'habilitation à Tübingen, il devient professeur de théologie dogmatique à la faculté de théologie de Münster, dont il est le doyen en 1969-1970. Il revient alors à Tübingen comme doyen de la faculté de théologie (1970-1971), et professeur jusqu'en 1989. Il participe à de nombreuses rencontres œcuméniques comme membre de multiples instances de la Curie ou de dialogue entre les confessions chrétiennes, en particulier la commission Foi et Constitution.
Jean-Paul II le nomme évêque de Rottenburg-Stuttgart le 17 avril 1989. Au sein de la conférence épiscopale, il devient président de la commission pour les questions extérieures et vice-président de la commission pour la doctrine de la foi. En 1994, il co-préside la commission internationale du dialogue catholiques-luthériens. Le 16 mars 1999, il est nommé secrétaire du conseil pontifical pour la promotion de l'unité des chrétiens. Deux ans plus tard, le 4 mars 2001, il remplace le cardinal Cassidy comme président de ce même conseil. Jean-Paul II le crée cardinal le 21 février 2001. Il est membre de l'Académie des sciences de Heidelberg et de l'Académie européenne des sciences et de l'art, et docteur honoris causa de diverses universités (Washington, Baltimore, Strasbourg).