I Rose Bowl 2012 mot Oregon Ducks 2. januar 2012 fullførte Wilson 19 pasninger av 25 forsøk for 296 yards og to touchdowns, og hadde også 18 yards og en touchdown på løp. Badgers tapte kampen 38–45. Wilson avsluttet sesongen med 33 touchdownpasninger, som var en sesongrekord ved Wisconsin og nest flest i Big Tens historie bak Drew Brees, som scoret 39 touchdownpasninger for Purdue i 1998-sesongen. Wilson satte også en FBS sesongrekord med en passer rating på 191,8. Den 28. januar 2012 avsluttet Wilson sin karriere i college football med Senior Bowl 2012.