Два года спустя Уайлер выступил продюсером и режиссёром фильма «Детективная история» (1951), в основу которого была положена одноимённая полицейская драма драматурга Сидни Кингсли, которая с успехом шла на Бродвее. Фильм рассказывает об одном дне из жизни полицейского участка, показывая различные ситуации, с которыми приходится сталкиваться офицерам полиции. В центре внимания находится честный, но неуравновешенный детектив Маклеод (Кирк Дуглас), который «разрывается между желанием уделять больше времени своей жене и одержимостью при ловле преступников», проявляя при этом «чрезмерную жёсткость в отношении мелких нарушителей закона… Ситуация резко обостряется, когда, расследуя деятельность подпольного акушера, он узнаёт, что его жена также прибегала к его услугам». Фильм удостоился высоких оценок критиков, в частности, Босли Краузер написал в «Нью-Йорк таймс», что «пьеса Кингсли благодаря превосходному, быстро всё схватывающему актёрскому составу была превращена продюсером и режиссёром Уильямом Уайлером в живой и увлекательный фильм», а журнал Variety отметил, что «Уильям Уайлер отполировал полицейский хит обладателя Пулитцеровской премии Сидни Кингсли до состояния кинематографического бриллианта». Сам Кингсли утверждал, что «воздействие фильма, значительно сильнее, чем у театральной постановки,… потому что Уайлер и „Парамаунт“ смогли добиться от актёров создания великолепных образов». Фильм получил четыре номинации на «Оскар», среди них номинация Уайлеру как лучшему режиссёру. Кроме того, за этот фильм Уайлер получил номинации на Золотую пальмовую ветвь Каннского фестиваля и как лучшему режиссёру от Гильдии режиссёров Америки. Фильм также был номинирован на «Золотой глобус» как лучшая драма и на премию БАФТА как лучший фильм.