Devenu joueur régulier des Royals au champ extérieur en 1978, Wilson patrouille le champ centre ou le champ gauche. Malgré peu de succès en offensive à sa saison recrue, il se distingue avec 46 vols de buts. Il s'impose dès 1979 comme l'un des joueurs les plus dangereux de la Ligue américaine, capable de faire bon contact avec la balle et de courir les buts avec rapidité. Wilson réussit 83 buts volés en 1979, le plus grand nombre de tout le baseball majeur. En 1980, il en vole 79, bon pour une seconde place derrière le champion voleur de buts et futur recordman Rickey Henderson[2]. Wilson réussit 668 vols de buts au cours de sa carrière, avec quatre saisons de plus de 50, sept de plus de 40, et onze saisons consécutives d'au moins 30 larcins.
Cinq fois en six saisons entre 1979 et 1984, Wilson présente une moyenne au bâton supérieure à ,300. Il remporte en 1982 le championnat des frappeurs avec une moyenne de ,332, la meilleure du baseball majeur.
En 1980, Wilson mène les Ligues majeures pour les coups sûrs (230), les points marqués (133) et les triples (15). Il sera le meilleur frappeur de triples de la Ligue américaine à cinq reprises durant sa carrière: en 1980, 1982, 1985 (avec un sommet en carrière de 21), 1987 et 1988. En 1980, il établit un record des majeures avec 705 apparitions officielles au bâton durant la saison, une marque qui tient jusqu'à ce qu'elle soit battue par Jimmy Rollins en 2007.
En 1983, Wilson est impliqué dans le scandale qui ébranle le baseball majeur et plaide coupable à des accusations relatives à l'usage de cocaïne. Il passe 81 jours en prison à Fort Worth, au Texas, ce qui faisait de lui le premier joueur en activité de l'histoire des Ligues majeures à purger une peine d'emprisonnement. Suspendu par le commissaire du baseballBowie Kuhn pour toute la saison 1984, il fait appel avec succès de cette décision et revient au jeu à la mi-mai. Les Royals échangèrent tous les autres joueurs de l'équipe trouvés coupables d'usage de cocaïne, sauf Wilson.
Willie Wilson a joué 2154 matchs dans le baseball majeur. Avec 2207 coups sûrs, sa moyenne au bâton en carrière s'élève à ,285. Il compte 281 doubles, 147 triples, 41 circuits, 585 points produits, 1169 points marqués et 668 buts volés.
En date du 1er septembre2011, Wilson occupait le 12erang de l'histoire du baseball avec ses 668 buts volés en carrière[3].
Il est le joueur ayant réussi le plus grand nombre de coups de circuit à l'intérieur du terrain au cours des dernières décennies, avec 13 en carrière[4], dont cinq dans la seule saison 1979[5].
