Rundt 1750 var Wilson bosatt i Dublin, hvor han fikk stor suksess som portrettmaler og vitenskapsmann. Da han var tilbake i London bygde han opp en lukrativ praksis som portrettmaler. Som vitenskapsmann motsatte Wilson seg Benjamin Franklins teori om positiv og negativ elektrisitet. I stedet støttet han Isaac Newtons gravitasjons-optiske eter. Wilsons beste eksperimentelle arbeider gjaldt de elektriske egenskapene til turmalin, som gjorde at Wilson fikk internasjonal anerkjennelse og ble valg inn til flere europeiske vitenskapsakademier. Wilson hadde allerede blitt valgt til Fellow of the Royal Society i 1751 og mottok Copleymedaljen i 1760 for hans tourmaline eksperimenter.