Après une saison 2015-2016 sans résultats notables, Gary Wilson se ressaisit et atteint les huitièmes de finale à l'Open d'Irlande du Nord 2016, où il est défait par Mark Allen dans la manche décisive. En , il se qualifie pour la première fois au championnat du monde de snooker, après avoir échoué à six reprises en qualifications dans le passé. Lors de son premier match de qualifications, Gary Wilson inscrit son deuxième 147 en carrière après 2013. Dans le grand tableau, Wilson affronte le quintuple champion du monde, Ronnie O'Sullivan au premier tour, et s'incline.