Wilson est né à Grand Island, dans le Nebraska, et a grandi à Lincoln, dans le même état. Son père était un flûtiste et clarinettiste amateur et sa mère était pianiste. Durant la Grande Dépression, elle a gagné de l'argent pour la famille en accompagnant des films muets. Ses parents jouaient souvent en duo chez eux et emmenaient leur fils à des concerts d'orchestre locaux, comme le Lincoln Symphony. Ils lui donnaient aussi des cours de musique. Bien que cela lui donnât l'amour de la musique, la crainte de jouer en public l'a fait renoncer à poursuivre des études musicales. Durant son adolescence, il a pris des leçons de piano par intermittence. Son père était aussi le seul médecin à des kilomètres à la ronde, et la famille avait donc des contacts avec la communauté sioux locale. Dès cette période, Wilson a été fasciné par les arts, l'histoire et les langues des Sioux, des Hopis et des Navajos.
Le jeune Wilson était aussi intéressé par la photographie et à douze ans, il a commencé à travailler comme technicien de laboratoire pour la branche locale du Natural Resources Conservation Service(en). L'année de ses treize ans, sa famille a déménagé à Denver, dans le Colorado, où il est allé au lycée tout en travaillant comme technicien pour un photographe portraitiste. À 18 ans, il a été brièvement opérateur radio-mitrailleur dans l'United States Air Force avant d'être réaffecté comme formateur à l'école de photographie de la base aérienne de Lowry Field. C'est là qu'il a commencé à se lasser de la photographie et a réalisé que sa vraie passion était la musique.
Wilson a rejoint la faculté de composition musicale de l'Université du Michigan en 1959, au cours de ses études doctorales. Il y avait déjà donné des cours de théorie musicale de niveau undergraduate alors qu'il préparait son master. En 1962, il a fondé le studio de musique électronique de l'université grâce à des fonds de la Horace H. Rackham School of Graduate Studies(en). Il l'a conçu sur le modèle du Columbia-Princeton Electronic Music Center et l'a dirigé pendant les trente années suivantes. En 1992 Wilson a produit un concert en son honneur comprenant des œuvres d'étudiants de l'époque, notamment d'Evan Chambers, Leslie Hogan et Michael Angell.
À partir des années 1960, Wilson a fait partie de la scène de musique expérimentale et de performance d'Ann Arbor, avec de grandes installations musicales en quadriphonie dans des parkings souterrains du centre-ville, ou en remplissant les halls de l'école de musique de l'université du Michigan avec des couloirs en plastique gonflable où était diffusée de la musique électroacoustique. Pendant de nombreuses années, il a conduit une coccinelle verte, parfois à travers le centre piétonnier du campus, le Diag(en).
