2010. augusztus 31-én a Stoke City leigazolta Wilsont. Egy bizonyos pénzösszeg mellett Liam Lawrence-et és Dave Kitsont is odaadta a Portsmouth-nak a játékosért cserébe a klub. Wilson Szeptember 13-án, az Aston Villa ellen mutatkozott be. Bár volt néhány jó passza, fizikálisan nehezen tudta felvenni a versenyt Sztilijan Petrovval és Nigel Reo-Cokerrel, ezért a második félidő elején lecserélték. Első teljes meccsét október 24-én, a Manchester United ellen játszotta. Első gólját 2010. december 26-án, a Blackburn Rovers 2-0-s legyőzése során szerezte. 2011 elején, a Manchester United és a Cardiff City ellen a meccs legjobbjának választották. Minden mérkőzésen pályára lépett az FA Kupában, ahol csapata a döntőig jutott, de ott kikapott a Manchester City ellen.