Wilson je bil kmalu po vrnitvi v službo povišan v čin majorja (Združene države) in je bil hudo ranjen, v bitki pri Chickamaugi je bil trikrat ustreljen. Po okrevanju v Wisconsinu (v tem času se je poročil z Mary Madson, 1843-1903), se je Wilson vrnil novembra 1863 kot izvršni poveljnik skandinavskega polka med bitko pri Rocky Face Ridge,
Resaca in Pickett's Mill (med katerim je polk utrpel še posebej velike izgube), preden je julija 1864 poveljstvo predal polkovniku Oleju Johnsonu. Wilson je ostal v polku in služil v dodatnih 26 vojaških spopadih do konca vojne leta 1865.