Silva llega por una cifra cercana a los 22,5 millones de euros (19,5 millones de libras) más bonificaciones, firmando un contrato hasta 2030.
El delantero, de 23 años, no había jugado esta temporada con Wolves tras sufrir una lesión en los isquiotibiales.
No ha vuelto a vestir la camiseta del club inglés desde noviembre de 2023, después de sus cesiones en Rangers y Las Palmas, donde marcó 10 goles en LaLiga la pasada temporada.
Silva, que ha sido internacional una vez con Portugal, podría estar disponible para el partido de la Bundesliga en casa del Dortmund ante el Union Berlin el domingo.
"Conozco al Dortmund como un club apasionado con una afición increíble. Ahora, formar parte de este club me llena de orgullo y de una gran ilusión", declaró Silva en un comunicado.
Tras asegurarse la última plaza de Champions League en la última jornada de la pasada temporada, el Dortmund ha estado muy activo en el mercado de fichajes.
Jobe Bellingham llegó desde el Sunderland, Carney Chukwuemeka y Aaron Anselmino proceden del Chelsea, y el carrilero del Manchester City Yan Couto firmó en propiedad tras su cesión.
Silva llegó a Wolves desde el Porto en 2020 por una cifra récord para el club de 40 millones de euros, cuando tenía 18 años.
Debido a una lesión de Raul Jimenez, Silva tuvo que incorporarse al primer equipo antes de lo previsto y le costó adaptarse, logrando solo cinco goles en 72 partidos.
Silva también tuvo etapas cedido en el Anderlecht y el PSV Eindhoven.