Texas RangersEdit
Na het seizoen 2001 te zijn begonnen in Pulaski van de Appalachian League werd hij gepromoveerd naar Class A bij de Savannah Sand Gnats. Hij promoveerde via High-A Charlotte (Florida State League) naar Double-A Tulsa (Texas League) eind 2002.
Voor 2003 keerde Wilson terug naar Double-A bij Frisco RoughRiders van de Texas League, waar hij in mei de honneurs verdiende als Pitcher van de Week. Zijn op en neer gaande seizoen werd ingekort door een blessure die resulteerde in een Tommy John-operatie op 12 augustus.
Na heel 2004 te hebben gemist door de elleboogblessure kon Wilson in 2005 terugkeren naar Double-A voordat hij later dat seizoen naar de majors werd opgeroepen. Hij boekte een 1-7 record en 6.94 ERA in 24 wedstrijden tijdens zijn rookie-campagne bij de Rangers. Later in het seizoen plaatste Texas hem full-time in de bullpen waar hij 1-2 werd met een 2.73 ERA in 18 aflossingen.
Hij begon het seizoen 2006 op de 15-dagen uitgeschakeld lijst met een verrekte hamstring voordat hij terugkeerde en 1-2 werd met een 5.16 ERA bij de Rangers voordat hij op 1 juni naar Triple-A werd gestuurd. In de minor ging hij 1-0 met een ERA van 2.45 en twee saves, en in 11 innings had hij 17 strikeouts en vijf vrije lopen in negen optredens. Nadat hij op 18 juli werd teruggeroepen sloot Wilson het seizoen sterk af, met in de tweede helft cijfers van een 3.29 ERA in 24 2/3 innings en 27 optredens en hij eindigde het seizoen als de beste linkshandige setup man van de ploeg, met een 2-4 record en 4.06 ERA in totaal voor Texas. Hij bleek vooral sterk tegen linkshandigen, met een ERA van 1.77 met 19 strikeouts in 20 1⁄3 innings.
Bij de Texas Rangers coördineerde Wilson zijn handschoenkleur met die van zijn shirt
Hij werd benoemd tot closer van de Rangers in het seizoen 2008. Hij had een ERA van 6.06 en zette 24 van de 28 reddingskansen om.
In 2010 keerde Wilson terug naar zijn vroegere rol als startende werper bij Texas. Wilson had al in 2006 belangstelling getoond om terug te keren in de rotatie en kreeg te horen dat hij zich moest melden bij de voorjaarstraining om te kunnen starten. Vroege vermoedens onder sportschrijvers en fans die de voorjaarstraining van de Rangers versloegen, discussieerden of Wilson wel een plaats in de rotatie zou kunnen verdienen. Na enkele indrukwekkende voorjaarsstarts werd aan werper-coach Mike Maddux gevraagd of Wilson van de rotatie een moeilijke beslissing maakte, waarop Maddux zei: “Hij maakt er een geweldige beslissing van. Wilson werd de derde startende werper in de rotatie achter Scott Feldman en Rich Harden.
Aan het einde van april voerde Wilson de rotatie van de Rangers aan met een ERA van 1.76 na 4 starts, vierde beste in de AL. Op 7 mei tegen de Kansas City Royals gooide Wilson een complete game, winnende 4-1. Het was Wilson’s tweede bijgeschreven complete game van het jaar en carrière, de vorige was een door regen ingekort verlies van zes innings tegen de Yankees. Wilson vestigde 2 clubrecords na zijn start op 13 mei tegen de A’s met de meeste opeenvolgende innings zonder homerun en de meeste opeenvolgende kwaliteitsstarts om een seizoen te beginnen. Wilson kreeg zijn eerste homerun tegen op 19 mei tegen Torii Hunter van de Angels na 87 2/3 innings uit 2009. Wilson’s opeenvolgende kwaliteitsstarts eindigden ook in dezelfde wedstrijd.
Wilson voerde de ploeg aan in overwinningen en ERA terwijl hij meer dan 200 innings gooide. Hij werd de tweede starter achter Cliff Lee voor de play-offs.
Startte voor het eerst sinds zijn rookiejaar in de majors en Wilson startte de tweede post-season wedstrijd voor de Rangers
In Wilsons eerste play-off wedstrijd gooide hij 6.1 innings zonder punten op twee hits, zeven strikeouts en twee vrije lopen in een 6-0 overwinning in Game 2 tegen de Tampa Rays in de American League Divisional playoff series. Hij gooide 104 pitches gesteund door een homerun en RBI-single van Ian Kinsler en een 3-run homerun van Michael Young in de vijfde.
Wilson begon de ALCS voor de Rangers en gooide zeven innings waarin hij drie punten en zes hits toestond.
Wilson is pas de zesde speler in de geschiedenis van het major league honkbal die acht achtereenvolgende starts in het naseizoen maakte zonder een overwinning te boeken.
Wilson was een American League All Star in 2011. Nadat de Rangers op 23 september de AL West hadden gewonnen kondigde manager Ron Washington aan dat Wilson de eerste startende werper zou zijn in de ALDS.
Los Angeles Angels of AnaheimEdit
Op 8 december 2011 kwam Wilson een vijfjarig contract van $77,5 miljoen overeen met de Los Angeles Angels of Anaheim. Deze deal kwam slechts enkele uren nadat Albert Pujols een recordbrekende tien-jarige, $250 miljoen deal tekende met Anaheim. Het contract werd officieel op 10 december.
Op 22 mei 2012 gooiden Wilson en Ernesto Frieri een gecombineerde shutout met één slag tegen de Oakland Athletics in Oakland, een plaats waarvan Wilson zei dat hij er een hekel aan had om te werpen toen hij bij de Texas Rangers zat. Wilson gooide zeven keer drie slag, kreeg twee vrije lopen en kreeg één honkslag tegen. Hij werd geselecteerd voor de All-Star Game in 2012 nadat hij 9-5 had geslagen met een ERA van 2.43 voor de Angels. Hij sloot het seizoen af met een 13-10 record in 34 starts. Hij volgde het seizoen 2012 met nog een succesvol seizoen, won een carrièrehoogte van 17 wedstrijden terwijl hij zijn ERA van het voorgaande seizoen verlaagde tot 3.39.
Ondanks dat de ploeg de play-offs in 2014 haalde, had Wilson geen goed seizoen, eindigend met een ERA van 4.51 en leidde de majors in wandelingen met 85. Door zijn hoge pitch counts, Wilson gemiddeld minder dan 6 innings per start. Wilson’s seizoen werd ingekort in 2015, waarin hij slechts 21 wedstrijden startte voordat hij begin augustus uitviel met een elleboogblessure. Hij koos voor een elleboogoperatie.
Hij begon het seizoen 2016 op de gehandicaptenlijst herstellende van een elleboog- en schouderoperatie. Op 5 juli werd aangekondigd dat Wilson een schouderoperatie zou ondergaan die het seizoen zou beëindigen, waardoor zijn carrière eindigde.