Mit der Gründung der Weimarer Republik 1919 schließt sich Willi Wittrock der SPD an. Im gleichen Jahr wird er in Kassel Beamter der Kommunalverwaltung. Vier Jahre später gehört er zu den Mitbegründern des Kasseler Ortsvereins des Allgemeinen Deutschen Beamtenbundes, des Dachverbandes derjenigen Beamtengewerkschaften, die der SPD nahestehen. Im Jahre 1924 nimmt Wittrock ein Studium der Rechtswissenschaften auf. Noch vor Studienbeginn gehört er in seiner Heimatstadt zu den Gründungsmitgliedern des Reichsbanners. Nach bestandenem Staatsexamen arbeitet er ab 1929 als Leiter der Rechtsabteilung des Wohlfahrtsamtes Kassel.

Im Zuge der Machtübernahme der Nationalsozialisten wird Wittrock 1933 als Beamter aus politischen Gründen in den Ruhestand versetzt. Der 35-Jährige muss eine erhebliche Kürzung seiner Bezüge hinnehmen.

Nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs arbeitet er wieder für die Stadt Kassel: Zunächst als Leiter der Personalabteilung und von 1946 bis 1948 als Stadtrat. Bei der ersten Wahl zum hessischen Landtag 1946 wird Willi Wittrock als Abgeordneter gewählt − eine Funktion, die er bis 1962 ausübt.