Zahlreiche Erfolge gelangen Wallace auch bei Weltmeisterschaften. In verschiedenen Disziplinen sicherte er sich insgesamt sechsmal den Titelgewinn, dreimal die Silbermedaille und einmal die Bronzemedaille. Letztere war sein erster Medaillengewinn bei Weltmeisterschaften, der ihm 2009 in Dartmouth im Einer-Kajak auf der 500-Meter-Strecke glückte. 2010 wurde er in Posen erstmals Weltmeister, als er auf der 5000-Meter-Langstrecke den ersten Platz belegte. Diesen Titel gewann Wallace 2013 in Duisburg erneut. Außerdem schloss er das Rennen im Einer-Kajak über 1000 Meter auf dem zweiten Platz ab. Ein Jahr darauf verteidigte er in Moskau seinen Titel auf der 5000-Meter-Distanz, während er im Zweier-Kajak über 1000 Meter mit Lachlan Tame Zweiter wurde. Noch erfolgreicher verliefen die Weltmeisterschaften 2015 in Mailand. Neben dem erneuten Titelgewinn im Einer-Kajak über 5000 Meter siegte er mit Lachlan Tame im Zweier-Kajak auch im Rennen über 500 Meter. Auf der 1000-Meter-Strecke belegten Wallace und Tame wie schon im Vorjahr den zweiten Platz. Seine letzte Weltmeisterschafts-Medaille sicherte sich Wallace 2017 in Račice u Štětí mit dem Titelgewinn im Vierer-Kajak über 1000 Meter.