Beim Draftverfahren der NBA im Jahr 2016 blieb Wiltjer unberücksichtigt, unterschrieb aber im Juni 2016 einen Vertrag bei der NBA-Mannschaft Houston Rockets. Er kam im Laufe der Saison 2016/17 auf 14 Kurzeinsätze für die Texaner, spielte jedoch hauptsächlich in der Ausbildungsmannschaft Rio Grande Valley Vipers, für die er mit einem Schnitt von 20,5 Punkten je Begegnung Leistungsträger war. Im Juni 2017 wurde er im Rahmen eines Tauschgeschäfts an die Los Angeles Clippers abgegeben, dort aber im Juli 2017 entlassen und dann von den Toronto Raptors unter Vertrag genommen. Er stand in Vorbereitungsspielen für die Kanadier auf dem Feld, wurde aber vor dem Beginn der Saison 2017/18 aus dem Aufgebot gestrichen. Ende Oktober 2017 nahm Wiltjer ein Angebot der griechischen Spitzenmannschaft Olympiakos Piräus an. Mit Olympiakos spielte er sowohl in der griechischen Liga als auch in der Euroleague, blieb in dem europäischen Vereinswettbewerb mit 4,5 Punkten pro Begegnung aber ein Ergänzungsspieler.