Wahyu Utomo menempuh pendidikan Sarjana pada jurusan Teknik Sipil di Institut Teknologi Bandung (1987). Kemudian Ia menyelesaikan pendidikan Magister pada jurusan Regional Science dengan gelar Master of Science (MS) di Cornell University, USA (1999). Pendidikan Doktoral ditempuhnya dengan mengambil jurusan Regional Science dan berhasil meraih gelar Doctor of Philosophy (Ph.D) di Cornell University, USA (2002). Sebelum menjabat sebagai Deputi Bidang Koordinasi Pengembangan Wilayah dan Tata Ruang Kementerian Koordinator Bidang Perekonomian sejak tahun 2020, Ia pernah menduduki posisi sebagai Deputi Bidang Koordinasi Percepatan Infrastruktur dan Pengembangan Wilayah Kementerian Koordinator Bidang Perekonomian (2016-2020); Sekretaris Komite Percepatan Penyediaan Infrastruktur Prioritas (2015-2016); Staf Ahli Bidang Pembangunan Daerah Kementerian Koordinator Bidang Perekonomian (2014). Selain mengemban amanah sebagai Deputi Bidang Koordinasi Pengembangan Wilayah dan Tata Ruang Kementerian Koordinator Bidang Perekonomian, Ia juga tercatat sebagai Ketua Tim Pelaksana Komite Percepatan Penyediaan Infrastruktur Prioritas (KPPIP) (2016-sekarang).