Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Owen Farrell flyttar från mitten till flyghalvan för att ersätta Charlie Hodgson, som har en fingerskada.
Northamptons Lee Dickson går in för Ben Youngs på scrum-halva, medan Scarlets Ben Morgan börjar på nummer åtta i stället för Phil Dowson.
Lock Tom Palmer har tappats till förmån för Leicesters Geoff Parling.
Om lyckan gynnar de modiga, Englands interim coach Stuart Lancaster kan vara med för de mest tillfredsställande av Twickenham debuter. Men om Six Nations rugby är mer om de mer prosaiska dygder erfarenhet, form och bevisad förmåga, lördagens möte med Wales kan visa sig vara mindre trevlig.
Läs mer om Toms blogg
Tuilagi, som bötfälldes £ 3.000 och varnades av Rugby Football Union efter att ha hoppat av en färja efter Englands World Cup exit i Nya Zeeland i oktober, har spelat dyrbar liten rugby sedan på grund av en hamstring problem och en bruten kindben och ögonhåla.
Han kommer att knyta an till den nya pojken Brad Barritt, som imponerade mot Skottland och Italien, i de centrala positionerna.
Dickson, Morgan och Parling gör sin första Test börjar på Twickenham på lördag som England ser för att säkra en tredje på varandra följande seger efter segrar över Skottland och Italien.
"Vi ser fram emot att se hur Brad och Manu gel tillsammans i centrum," Lancaster sade.
"Owen har tränat hela och känner till våra mönster och pjäser, så vi är helt säkra på hans förmåga att köra spelet från 10.
"Det har varit en bra början med två segrar men vi har fått verklig konkurrens om platser och Lee, Ben och Geoff förtjänar en möjlighet att starta detta spel."
Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
Farrell valdes i början XV före Toby Flood, som gör sin återkomst till truppen efter en förtrollning ut med en knäskada.
Leicester-flughalvan kommer att förenas på bänken av fit-ain Northampton Lock Courtney Lawes.
Hodgson, som gjorde de två försök England har lyckats hittills i årets Six Nations, är inte tillgänglig efter att skära och stukning hans vänstra pekfingret i träning denna vecka.
"Charlie skar fingret i träning tidigare i veckan och behövde stygn, men det svällde upp och det finns en stukning där," tillade Lancaster.
"Vi bedömde honom i morse [torsdag] och han kan inte greppa fullt ut.
"Phil och Ben [Youngs] kommer att ge en annan roll än bänken och det är bra att ha Courtney och Toby, som också kan ge oss alternativ i vad jag är säker på kommer att vara en full-on möte.
"Fingret skada Charlie Hodgson är mycket olyckligt, men kan visa sig vara en välsignelse för England. Owen Farrell var alltid ämnad att hamna på flyghalva och ser redo ut att göra jobbet. Hodgsons frånvaro gör det möjligt för Stuart Lancaster att inkludera Manu Tuilagis skarpsinniga kraft, vars banbrytande förmåga är ovärderlig. Geoff Parling kommer att föra organisation och höjd till line-out. Ben Morgan tar med sig en välbehövlig punch. Lee Dicksons inkludering är avgörande för Englands dragkedja och drivkraft vid sammanbrottet. För tillfället har Ben Youngs förlorat sin gnista."
"Det är vårt första hemmamatch av Six Nations, som vi verkligen är glada över, och vi är säkra på att publiken kommer att komma bakom oss precis som de resande supportrar har gjort i Skottland och Italien.
"Att spela på Twickenham gör det extra speciellt för oss och jag vet att vi kommer att få all uppmuntran vi behöver."
Wales har bara vunnit en gång på Twickenham under de senaste 20 åren - en seger på 26-19 under Grand Slam-säsongen 2008 - men har imponerat med Six Nations segrar över Irland och Skottland.
England framåt tränare Graham Rowntree tror att värdarna kommer att behöva utföra "10% bättre" än i sina första två matcher om de ska besegra Wales.
"Wales spela med en intensitet, en hastighet och fysiskhet som vi inte har spelat mot ännu," Rowntree berättade BBC Sport.
"Vi har pratat om att vara 10% bättre på varje del av vårt spel."
Det kommer inte att vara så mild som de senaste dagarna men en trevlig eftermiddag i butik vädermässigt på Twickenham.  Med lätta vindar och lite solsken, förväntas en mycket rimlig 11 eller 12 grader.
Fullständig Twickenham prognos
En seger för Warren Gatlands Wales - World Cup semifinalister förra året - skulle ge dem deras 20:e Triple Crown.
"De är formlaget för mästerskapet hittills, och de kommer att komma till Twickenham och fantisera sina chanser," tillade Rowntree.
"De är ett lag som alltid är i det fram till sista minuten av spelet, alltid hotar att bryta sig loss.
"De utgör utmaningar över hela fältet från set-biten till sammanbrottet och, med mängden människor i rymden, måste du markera dem hela tiden.
"I vårt utvecklingsstadium som team är det bara den utmaning vi behöver."
England laget att möta Wales: 15 Ben Foden (Norraampton Saints), 14 Chris Ashton (Norraampton Saints), 13 Manusamoa Tuilagi (Leicester Tigers), 12 Brad Barritt (Saracens), 11 David Strettle (Saracens); 10 Owen Farrell (Saracens), 9 Lee Dickson (Norraampton Saints). 1 Alex Corbisiero (London Irish), 2 Dylan Hartley (Norraampton Saints), 3 Dan Cole (Leicester Tigers), 4 Mouritz Botha (Saracens), 5 Geoff Parling (Leicester Tigers), 6 Tom Croft (Leicester Tigers), 7 Chris Robshaw (Harlequins, capt), 8 Ben Morgan (Scarlets)
Ersättningar: 16 Rob Webber (London Wasps), 17 Matt Stevens (Saracens), 18 Courtney Lawes (Northampton Saints), 19 Phil Dowson (Northampton Saints), 20 Ben Youngs (Leicester Tigers), 21 Toby Flood (Leicester Tigers), 22 Mike Brown (Harlequins)
Centre Manu Tuilagi återvänder till England sidan som interims huvudtränare Stuart Lancaster gör fyra förändringar för Six Nations match mot Wales.