Etter et prøvestevne på OL-arenaen i april ble Wilson tatt ut på det britiske OL-laget. Gullmedaljen han tok i dobbeltrap 2. august 2012 var den første britiske OL-medaljen i skyting siden lagkamerat Richard Faulds vant øvelsen i Sommer-OL 2000 i Sydney 12 år tidligere.