Architecte.
Elève de Servandoni, il obtint le grand prix de Rome en 1752 ; il séjourna à l'Académie de France à Rome pendant trois ans jusqu'en 1755, partageant sa pension avec son ami Pierre-Louis Moreau-Desproux. Tous deux participèrent aux fouilles des thermes de Dioclétien. En 1767, de Wailly fut reçu membre de première classe de l'Académie royale d'architecture et, en 1771, de l'Académie royale de peinture et de sculpture. Catherine II de Russie lui offrit la place de président de l'Académie d'architecture de Saint-Pétersbourg qu'il refusa. En 1772, il fut nommé, avec Marie-Joseph Peyre, architecte du château de Fontainebleau. L'année suivante, il fut autorisé à faire un long séjour à Gênes pour redécorer le palais Spinola. Il devait revenir à plusieurs reprises travailler en Italie. Il en importait des marbres antiques qu'il revendait à ses riches clients. En 1779, De Wailly et Peyre construisirent leur œuvre la plus célèbre, le théâtre de l'Odéon à Paris. En 1795, il fut élu à l'Académie des Beaux-Arts - 3e section (architecture), fauteuil V.
