Arqueólogo, historiador del Arte y conservador español, hijo de padre alemán y madre española. Estudió en la Universidad de Valladolid donde fue alumno destacado del catedrático de Arqueología Cayetano de Mergelina. Miembro del Seminario de Estudios de Arte y Arqueología desde 1944, en cuyo boletín publicó sus primeros trabajos orientados a la Historia del Arte, aunque su interés pronto se dirigió también hacia la Arqueología, disciplina en la que ejerció como profesor ayudante desde 1946. En los años cuarenta participó en las excavaciones de Cabecico del Tesoro (Murcia, dirigidas por Mergelina) y Ampurias (dirigidas por Martín Almagro), entre otras.

Se doctoró en la Universidad Complutense de Madrid en 1955 con una tesis titulada Arqueología romana en la región media del Duero, y desde entonces se especializó en estudios relativos a los pueblos celtíberos y a la romanización del norte peninsular, destacando sus aportaciones relativas a la identificación de la cultura vaccea. Becario del Consejo Superior de Investigaciones Científicas desde 1959. En 1960 obtuvo por oposición la plaza de profesor adjunto de Arqueología en la Universidad de Valladolid. En los años sesenta elaboró la carta arqueológica de la provincia de Valladolid en colaboración con el catedrático Pedro de Palol y participó, entre otras, en las excavaciones de Numancia (Soria) y Soto de Medinilla (Valladolid).

De su colaboración con el Museo Arqueológico de Valladolid derivó su nombramiento en 1959 como funcionario interino del Cuerpo Facultativo de Archiveros, Bibliotecarios y Arqueólogos. En septiembre de 1961 fue designado director del Museo Nacional de Escultura, cargo que ejerció hasta su muerte y le dio ocasión para publicar numerosos estudios sobre Historia del Arte de la provincia de Valladolid. Mantuvo siempre viva la vinculación con el Museo Arqueológico, interviniendo en el diseño de la exposición museográfica con motivo del traslado de su sede al palacio de Fabio Nelli.

Fue secretario del Colegio Mayor de Santa Cruz y participó activamente en la vida universitaria, dirigiendo desde 1948 la Secretaría de Estudios para Extranjeros de la Universidad de Valladolid. Académico correspondiente de la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando y vocal de la Comisión de Monumentos Histórico-artísticos de Valladolid. Miembro correspondiente del Instituto Arqueológico Alemán.

Contrajo matrimonio con Eloísa García García, conocida como Eloísa García de Wattenberg (1923-2017), miembro del Cuerpo de Auxiliares de Archivos, Bibliotecas y Museos, directora del Museo Arqueológico Provincial y luego directora del Museo Nacional de Escultura entre 1968-1988. Ambos fueron padres de Eloísa Wattenberg García, directora del Museo de Valladolid.

En 2001 la Universidad de Valladolid inauguró el Centro de Estudios Vacceos Federico Wattenberg (CEVFW) con sede en Padilla de Duero (Peñafiel, Valladolid) para ejercer una labor docente e investigadora en relación con la cultura vaccea y en particular la zona arqueológica de Pintia.