Os dois sentidos, num só lugar: MP3 para WAV quando você precisa de algo para editar, WAV para MP3 quando precisa de algo para enviar. Convertido no seu navegador, nunca enviado.
O que faz
Os dois formatos existem por motivos opostos. O WAV guarda cada amostra exatamente como foi gravada, que é o que um editor, uma DAW ou um sampler precisam para trabalhar. O MP3 descarta o que a maioria das pessoas não consegue ouvir e fica com cerca de um décimo do tamanho, que é o que você quer quando um arquivo precisa viajar — e-mail, mensagens, um celular, um site.
Converter entre os dois é uma operação de duas linhas, e ainda assim o caminho de sempre é enviar um arquivo para um serviço, esperar numa fila, baixar de volta, e esbarrar num limite diário se você tiver mais de dois ou três arquivos. Não há motivo técnico para nada disso. Seu navegador já tem um decodificador de áudio completo; esta página só usa ele.
Uma coisa que vale deixar clara: ir de MP3 para WAV não restaura qualidade. O detalhe que o MP3 descartou está perdido, e o WAV que você recebe é uma cópia fiel do MP3 como ele soa, só que com dez vezes o tamanho. É a escolha certa quando você precisa de um arquivo sem perdas para trabalhar sem degradar mais nada durante a edição — não uma forma de desfazer a compressão.

Como funciona
Um arquivo entra, um arquivo sai, sem espera.
MP3, WAV, FLAC, M4A, AAC, OGG, ou um arquivo de vídeo. É decodificado no seu aparelho — não tem etapa de upload nenhuma.
WAV para sem perdas, ou MP3 de 128 a 320kbps. Opcionalmente mude a taxa de amostragem, ou junte estéreo em mono para reduzir o tamanho pela metade.
Ouça de volta primeiro se quiser. O download é um arquivo normal — nada é marcado com marca d'água ou cortado.
O que você recebe
Converta MP3 para WAV, ou WAV para MP3, sem procurar uma segunda ferramenta. FLAC, M4A, AAC, OGG e arquivos de vídeo entram pela mesma entrada.
320kbps quando o arquivo vai para algum lugar que importa, 128 quando o tamanho é a restrição. A diferença no tamanho do arquivo é de cerca de dois e meio para um.
48kHz para trabalho em vídeo, 44.1 para música, 22.05 para voz. Juntar em mono reduz o tamanho pela metade de novo e costuma ser a escolha certa para uma gravação de voz.
A conversão acontece nesta aba. Isso significa que funciona numa conexão lenta, funciona em arquivos que você não entregaria a um estranho, e funciona quantas vezes seguidas você quiser.
Quem usa
Alguns editores e samplers recusam MP3 de cara, ou lidam mal com ele. WAV sempre funciona.
Um WAV de dez minutos não passa pelo e-mail. O mesmo áudio a 192kbps passa.
Linhas do tempo de vídeo esperam 48kHz. Converter antes evita a reamostragem que o editor faria silenciosamente.
Distribuidoras, impressão sob demanda, sistemas de telefonia e motores de jogos têm cada um suas próprias exigências.
Quando a próxima ferramenta da cadeia precisa de entrada sem perdas, mesmo que o que você tenha já tenha nascido comprimido.
Memorandos de voz em MP3 mono a 22kHz ocupam uma fração do espaço e soam igual para fala.
Perguntas frequentes
Mais ferramentas

MP3 para WAV ou WAV para MP3, com as configurações que você escolher. Nada enviado.