Texas RangersEdit
Po začátku sezony 2001 v Pulaski v Appalačské lize byl povýšen do třídy A v týmu Savannah Sand Gnats. Do konce roku 2002 postoupil přes High-A Charlotte (Florida State League) do Double-A Tulsa (Texas League).
V roce 2003 se Wilson vrátil do Double-A s Frisco RoughRiders v Texas League a v květnu získal ocenění Pitcher of the Week. Jeho sezóna nahoru a dolů byla přerušena kvůli zranění, které 12. srpna vyústilo v operaci Tommyho Johna, která ukončila sezónu.
Po vynechání celého roku 2004 kvůli zranění lokte se Wilson mohl v roce 2005 vrátit do Double-A, než byl později v téže sezóně povolán do hlavní ligy. Během své nováčkovské kampaně u Rangers zaznamenal bilanci 1-7 a ERA 6,94 ve 24 zápasech. Později v sezóně ho Texas umístil na plný úvazek do bullpenu, kde v 18 vystoupeních v úlevách dosáhl bilance 1-2 s ERA 2,73.
Sezónu 2006 zahájil na 15denní neschopence s nataženým stehenním svalem, než se vrátil do týmu, kde s Rangers dosáhl bilance 1-2 s ERA 5,16, než byl 1. června vyřazen do týmu Triple-A. Během svého působení v nižších soutěžích dosáhl bilance 1-0 s ERA 2,45 a dvěma přihrávkami, přičemž v 11 směnách v devíti vystoupeních vyřadil 17 hráčů a pět jich odešlo. Poté, co byl Wilson 18. července povolán zpět do týmu, ukončil sezónu v dobrém světle, v druhé polovině sezóny vykázal čísla 3,29 ERA za 24 2/3 směn a 27 vystoupení a sezónu zakončil jako nejlepší levák týmu na rozehrávce s bilancí 2-4 a celkovým ERA 4,06 za Texas. Obzvláště tvrdý se ukázal proti levákům, kde měl ERA 1,77 s 19 strikeouty ve 20 1⁄3 směnách.
V týmu Texas Rangers si Wilson sladil barvu rukavic s barvou dresu
V sezóně 2008 byl jmenován closerem Rangers. Měl ERA 6,06 a proměnil 24 z 28 příležitostí k záchraně.
V roce 2010 se Wilson vrátil ke své dřívější roli nadhazovače v Texasu. Wilson projevil zájem o návrat do rotace již v roce 2006 a bylo mu řečeno, že se má hlásit na jarním tréninku v kondici, aby mohl nastoupit. První dohady mezi sportovními novináři a fanoušky, kteří se věnovali jarní přípravě Rangers, polemizovaly o tom, zda Wilson skutečně bude schopen získat místo v rotaci. Po několika působivých jarních startech byl trenér nadhazovačů Mike Maddux dotázán, zda Wilson dělá z rotace těžký oříšek, na což Maddux odpověděl: „Dělá z toho skvělý oříšek.“ Wilson byl jmenován třetím nadhazovačem v rotaci za Scottem Feldmanem a Richem Hardenem.
Na konci dubna vedl Wilson rotaci Rangers s ERA 1,76 po 4 startech, což bylo čtvrté nejlepší číslo v AL. Dne 7. května proti Kansas City Royals předvedl Wilson kompletní zápas, který vyhrál 4:1. Byl to Wilsonův druhý započítaný kompletní zápas v tomto roce i v kariéře, předtím prohrál s Yankees šest směn zkrácených deštěm. Po svém startu 13. května proti A’s vytvořil Wilson dva klubové rekordy: nejvíce po sobě jdoucích směn bez homerunu a nejvíce po sobě jdoucích kvalitních startů na začátku sezóny. Wilson dal svůj první homerun 19. května proti Torii Hunterovi z Angels po 87 2/3 směnách z roku 2009. Ve stejném zápase skončily i Wilsonovy po sobě jdoucí kvalitní starty.
Wilson vedl tým ve vítězstvích a ERA a zároveň odevzdal více než 200 směn. Pro play-off byl jmenován druhým startérem za Cliffem Leem.
Poprvé od svého nováčkovského roku nastoupil Wilson v hlavní soutěži k druhému posezónnímu utkání za Rangers
V prvním utkání play-off nadhodil Wilson 6 ran.1 směnu a nedovolil žádný běh na dva hity, sedm strikeoutů a dvě chůze při vítězství 6:0 ve druhém zápase proti Tampě Rays v divizní sérii play-off Americké ligy. Hodil 104 nadhozů, které podpořil homerunem a singlem Iana Kinslera a tříbodovým homerunem Michaela Younga v páté směně.
Wilson nastoupil v zápase ALCS za Rangers a odehrál sedm směn, ve kterých povolil tři doběhy a šest hitů.
Wilson je teprve šestým hráčem v historii baseballu v první lize, který osmkrát za sebou nastoupil v playoffs, aniž by zaznamenal vítězství.
Wilson byl v roce 2011 vyhlášen All Star American League. Poté, co Rangers 23. září vyhráli AL West, manažer Ron Washington oznámil, že Wilson bude nadhazovačem týmu v prvním zápase ALDS.
Los Angeles Angels of AnaheimEdit
8. prosince 2011 se Wilson dohodl na pětileté smlouvě na 77,5 milionu dolarů s Los Angeles Angels of Anaheim. Tato dohoda přišla jen několik hodin poté, co Albert Pujols podepsal s Anaheimem rekordní desetiletou smlouvu na 250 milionů dolarů. Smlouva se stala oficiální 10. prosince.
Dvaadvacátého května 2012 nadhazovali Wilson a Ernesto Frieri dohromady jeden odpal proti Oakland Athletics v Oaklandu, tedy v místě, kde Wilson podle svých slov silně nerad nadhazoval, když působil v Texas Rangers. Wilson odpálil sedm outů a povolil dvě chůze, přičemž dal jeden singl. V roce 2012 byl vybrán do All-Star Game poté, co v dresu Angels dosáhl bilance 9-5 s ERA 2,43. Sezonu zakončil s bilancí 13-10 při 34 startech. Na sezónu 2012 navázal další úspěšnou sezónou, v níž vyhrál 17 zápasů a zároveň snížil svůj ERA z předchozí sezóny na 3,39.
Přestože se tým v roce 2014 probojoval do play-off, Wilsonovi se sezóna nevydařila, skončil s ERA 4,51 a s 85 vycházkami vedl žebříček majors. Kvůli vysokému počtu nadhozů měl Wilson v průměru méně než 6 inningů na jeden start. V roce 2015 byla Wilsonova sezóna zkrácena, nastoupil pouze k 21 zápasům a na začátku srpna odešel se zraněním lokte. Rozhodl se pro operaci lokte.
Sezónu 2016 zahájil na listině zdravotně postižených, když se zotavoval z operace lokte a ramene. Dne 5. července bylo oznámeno, že Wilson podstoupí operaci ramene, která ukončí sezónu, a ukončí tak svou kariéru.