Później Wilson został przeniesiony na zachodni teatr działań, gdzie trafił pod rozkazy gen. mjr. Granta, dowódcy Armii Tennessee już w stopniu podpułkownika topografii. W czasie trwania kampanii vicksburgskiej został inspektorem generalnym armii Granta. 30 października roku 1863 został wyniesiony do stopnia generała brygadiera formacji ochotniczych, jako jedyny oficer kiedykolwiek mianowany w ten sposób spośród sztabowców Granta. Niezależnie od promocji wykonywał swe sztabowe obowiązki podczas trzeciej bitwy pod Chattanoogą i był czołowym kartografem sił wysłanych do Knoxville pod dowództwem gen. mjr. Shermana.