Seit Mitte der 1990er Jahre ist Wohlleben in der rechtsextremen Szene Thüringens aktiv. Er gehörte zu den führenden Anhängern des militanten Kameradschaftsnetzwerkes „Thüringer Heimatschutz“ (THS). 1998 trat er in die NPD ein und gehörte zu den Mitgründern des Kreisverbands in der Universitätsstadt Jena, dem er heute vorsitzt. Wohlleben ist Organisator von zahlreichen Aufmärschen und Veranstaltungen wie dem „Thüringentag der nationalen Jugend“ oder dem sogenannten „Fest der Völker“. Er ist innerhalb der Thüringer NPD zuständig für das „Referat Familie und Bevölkerung“ sowie „Amtsleiter für neue Medien“. Zudem betreibt der gelernte Fachinformatiker einen Internetservice, der Rechtsextremisten preiswerten und sicheren Speicherplatz zur Verfügung stellen soll.
Ralf Wohlleben arbeitet sehr eng mit dem Jenaer Neonazi André Kapke und dem NPD-Landesvorsitzenden Frank Schwerdt zusammen. Gemeinsam mit Kapke tritt Wohlleben seit Jahren auch außerhalb Thüringens als „Anti-Antifa“-Aktivist auf und fotografiert politische Gegner und Journalisten. Der verheiratete Familienvater bewohnt seit Herbst 2002 das „Braune Haus“ in der Jenaischen Straße im Ortsteil Altlobeda. Dort fand im Juli 2005 auch die Gründung eines „Stützpunktes“ der „Jungen Nationaldemokraten“ statt. Mittlerweile hat das rechtsextreme Wohn- und Schulungsprojekt in der Szene auch überregionale Bedeutung.
Zu den Ortschaftsratswahlen im Jahr 2000 trat Wohlleben als offiziell parteiloser Kandidat im Neubaugebiet Jena-Winzerla an. Als einer von zehn gewählten Mitgliedern zog er in den Rat ein und war dort zwei Jahre lang für den Bereich „Kinder- und Jugendarbeit“ zuständig. 2004 erhielt Wohlleben bei der Ortschaftsratswahl im Stadtteil Lobeda über 5 Prozent der Stimmen. Für das seit 2005 erscheinende NPD-Blatt „Thüringenstimme“ tritt er als Verantwortlicher im Sinne des Pressegesetzes auf.
Aufsehen erregte eine Pressemitteilung des Parteistrategen vom Juli 2006. Darin bot er Immobilienbesitzern an, gegen eine Spende an die Partei öffentlich zu erklären, dass die NPD ihre Grundstücke angeblich erwerben wolle. Kommunen könnten sich dadurch genötigt sehen, diese Immobilie vorher „zu Höchstpreisen“ abzukaufen. Verfassungsschützer warnten daraufhin vor vermeintlichen „Immobilientricks“ der NPD.
Ergänzung am 29.11.2011
Am 29.11.2011 wird Ralf Wohlleben in Jena verhaftet. Er ist dringend tatverdächtig, die Zwickauer Terrorzelle „Nationalsozialistischer Untergrund“ (NSU) unterstützt und mit Waffen versorgt zu haben. Uwe Mundlos, Uwe Böhnhardt und Beate Zschäpe verübten unter diesem Namen mindestens 10 Morde und 14 Banküberfälle.
Ergänzung am 14.11.2018
Ralf Wohlleben kennt Uwe Mundlos, Uwe Böhnhardt und Beate Zschäpe seit Mitte der 1990er Jahre, gründete mit ihnen die „Kameradschaft Jena“ und war später mit ihnen gemeinsam beim „Thüringer Heimatschutz“ aktiv.
1998 spielte Wohlleben eine Schlüsselrolle beim Untertauchen des NSU-Trios. Als der „wichtigste Unterstützer“ in der Anfangszeit hielt er demnach mit Böhnhardt, Mundlos und Zschäpe telefonisch Kontakt und unterstützte sie finanziell. Dazu ließ er ihnen Spendengelder aus von ihm und André Kapke organisierten Solidaritätskonzerten zukommen und nahm einen Kredit für sie auf. Dabei stand er mit den sächsischen Unterstützern des Trios in Kontakt.
Strafrechtlich hat sich Ralf Wohlleben schuldig gemacht, Beihilfe zu den neun Morden des NSU an Migranten geleistet zu haben, indem er dem Trio im April oder Mai 2000 die Tatwaffe der Mordserie, eine Ceska-Pistole mit Schalldämpfer, besorgte.
Wohlleben war der einzige NSU-Helfer, der während des NSU-Prozesses durchgängig in Untersuchungshaft saß, teilweise unter verschärften Bedingungen, weil er versuchte, zur Neonazi-Szene Kontakt aufzunehmen und auf Zeugen einzuwirken. Das neonazistische Internetportal „Altermedia“, „Kamerad“ André Kapke und der NPD-Politiker Karsten Höhn machten eine Kampagne unter dem Titel „Freiheit für Wolle“ (sein Spitzname).
Die Bundesanwaltschaft erhob am 8. November 2012 Anklage gegen Wohlleben wegen Beihilfe zum Mord in neun Fällen. Er wurde von der NPD-nahen Szene-Anwältin Nicole Schneiders vertreten, dazu vom Cottbuser Rechtsanwalt Olaf Klemke sowie später von Neonazi-Anwalt Wolfram Nahrath.
Nachdem bekannt geworden war, dass sich die Hauptangeklagte Beate Zschäpe im Dezember 2015 zu den Vorwürfen einlassen wollte, kündigten im November 2015 Wohllebens Anwälte an, dass auch dieser aussagen werde. In seiner Aussage bestritt er, an der Beschaffung der Mordwaffe beteiligt gewesen zu sein, und gab an, er bedauere jede Gewalttat.
Am 11. Juli 2018 wurde Ralf Wohlleben wegen Beihilfe zum Mord in neun Fällen zu einer Freiheitsstrafe von zehn Jahren verurteilt. Am 18. Juli 2018 wurde Wohlleben nach sechs Jahren und acht Monaten aus der Untersuchungshaft entlassen. Das Gericht sah ebenso wie die Bundesanwaltschaft angesichts der maximal noch zu verbüßenden Haftdauer von drei Jahren und vier Monaten keine Fluchtgefahr mehr.