Johann Wilhelm Preyer war einer der wenigen Stilllebenmaler der Düsseldorfer Malerschule und zählt somit zu einem der wichtigsten Vertreter dieser Stilrichtung.

1822 schrieb er sich an der Kunstakademie in Düsseldorf ein und studierte unter Lambert Cornelius (1778-1823) und Peter von Cornelius (1783-1867). Als Meisterschüler von Wilhelm von Schadow (1789-1862) machte er seinen Abschluss.
1830 reiste er gemeinsam mit seinem Bruder Gustav Preyer (1801-1839) am Rhein entlang. Von Düsseldorf über Bonn, Godesberg, Burg Stolzenfels, Rhens, Remagen nach Bingen. Eine weitere Studienreise machte er fünf Jahre später in die Niederlande. Die Begegnung dort mit der zeitgenössischen Kunst, aber vor allem mit der niederländischen Kunst des 17. Jahrhunderts prägten sein Werk.
1837 ging er mit seinem Bruder Gustav nach München, wo sie direkt in den Münchner Kunstverein aufgenommen wurden. Kurz nach deren Ankunft trafen weitere Düsseldorfer Kollegen in München ein. Unter ihnen waren Johann Peter Hasenclever (1810-1853) und Anton Greven (1808-1838).
Nach dem Tod seines Bruders 1839 schlossen sich Hasenclever und Preyer zu einer Ateliergemeinschaft zusammen. Beide verband schon seit dem Studium in Düsseldorf eine enge Freundschaft.
1840 reiste die Ateliergemeinschaft gemeinsam mit dem Kupferstecher Theodor Janssen (1816-94) für fünf Wochen durch Italien. Hauptsächlich hielten sie sich in Venedig auf. Nach ihrer Rückkehr zog Preyer wieder nach Düsseldorf. Auch wenn es er sich dort nicht lange aufhielt. Schon zwei Jahre später unternahm er eine erneute Reise über München nach Italien. 1844 kam er schließlich endgültig zurück ins Rheinland.
Dort gehörte er im gleichen Jahr zu den Gründungsmitgliedern des Verein der Düsseldorfer Künstler zur gegenseitigen Unterstützung und Hülfe, der anfangs die Bewachung der jährlichen Ausstellung des Kunstvereins für die Rheinlande und Westfalen übernahm. 1848 gehörte er zu den Mitbegründern der Düsseldorfer Künstlervereinigung Malkasten.
Sein künstlerisches Talent gab er mit Hilfe von eigenem Unterricht an seine Kinder weiter, sodass seine Tochter Emilie Preyer (1849-1930), die sich ebenfalls mit Stillleben befasste, und sein Sohn Paul Preyer (1847-1931) ihr Leben der Malerei widmeten.
Er unterrichtete nicht nur seine Kinder privat, sondern auch Schüler aus dem In- und Ausland. Seine internationale Bekanntheit brachte ihm nicht nur Schüler ein, sondern auch Aufträge von Privatsammlern und Kunsthändlern im In- und Ausland. Unter anderem Carl Schäffer, Anton Kraus, Johann Baptiste Paffrath und Leopold Conzen beauftragten ihn mit Arbeiten. Besonders beliebt waren seine Gemälde in den USA. Kunsthändler, wie Michael Knoedler und William Schauss erwarben seien Werke. 

In seinem Werk konzentriere er sich schon während seines Studiums auf Stillleben, mit denen er den Grundstein für das Fach der Stilllebenmalerei an der Düsseldorfer Kunstakademie legte.
Er gab in seinen Werken auf detaillierte und miniaturartige Weise realistische Nachbildungen der gesehenen Gegenstände. Seine Inspiration fand er meist bei Studien in der freien Natur. Seine Arrangements richtete er nicht zufällig an, sondern plante sie sorgfältig. Meist richtete er sie auf weiß oder farbig geäderten Marmorplatten an und drapierte sie vor einen diffusen Hintergrund, der häufig aus einer Wand bestand.
Ein weiteres Charakteristikum seiner Werke ist eine nicht sichtbare Lichtquelle. Der europäischen Tradition folgend ließ er das Licht von links oben in das Bild einfallen, sodass er Reflexe, Körper- und Schlagschatten und deren dunklere Überlegungen entstehen ließ. So traten seine Objekte plastischer und konturierter hervor.