1861-62 m. žiemą Vilsonas dalyvavo saugodamas Baltimoro ir Ohajo geležinkelio liniją ir kampanijas Virdžinijoje, vadovaujant generolams Natanielui Bankui ir Džonui Popui. Jis kovojo Antietamo mūšyje 1862 m. rugsėjo 17 d. 1863 m. gegužės 5 d. jis buvo sunkiai sužeistas Kanclervilės mūšyje. Jis grįžo į tarnybą tik 1863 m. rugsėjo mėn. vadovaujant generolui Joseph Hookerui, kai Potomaco armijos XI ir XII korpusas persikėlė į vakarus, kad sustiprintų Kumberlando armiją aplink Chattanoogą, Tenesiją. Ten Vilsonas dalyvavo Wauhatchie mūšiuose, Lookout kalne.
"Missionary Ridge", "Peavine Creek" ir "Ringgold Gap".