Erste Erfolge als Nationalmannschaftstrainer hatte Wilbek mit der dänischen Junioren-Mannschaft der Frauen in den 1980er Jahren. Ab dem Jahr 1991 trainierte er auch die Dänische Frauen-Handballnationalmannschaft, die er ins Finale der Weltmeisterschaft 1993 führte. Unter seiner Führung wurde die Nationalmannschaft der Frauen Europameister 1994 und Dritter bei der Weltmeisterschaft 1995. Die Mannschaft gewann die Europameisterschaft 1996, Olympia 1996 und die Weltmeisterschaft 1997. Anschließend beendete er sein Engagement als Trainer der Frauennationalmannschaft.