Después de regresar a Australia, Wilton fue nombrado Brigadier a cargo de la Administración en el Comando Este de la Sede, su primer puesto administrativo. En noviembre de 1955 fue asignado al Estado Mayor en AHQ, donde fue responsable de inteligencia, operaciones y planes, y participó en los preparativos australianos para los ejercicios SEATO. Fue ascendido a mayor general el 24 de marzo de 1957, y se convirtió en comandante del Royal Military College, Duntroon. Aunque no era fuertemente religioso, Wilton se consideraba responsable del desarrollo espiritual y moral de los cadetes más jóvenes; se esforzó por asistir regularmente al desfile de la iglesia, y en 1959 lanzó personalmente un llamamiento por fondos públicos para construir la Capilla conmemorativa Anzac del colegio, que se abriría en 1966. Su objetivo principal, sin embargo, era académico: preocupado de que los graduados estuvieran en riesgo de quedarse atrás de sus pares cada vez más cualificados en la industria y la administración pública, trabajó asiduamente para hacer de la universidad una institución que otorgue títulos; esto se realizó en 1967. De junio de 1960 a 1962, Wilton fue Jefe de la Oficina de Planificación Militar en la Sede de SEATO, Bangkok. Creía que Tailandia era estratégicamente vital, declarando "si quieres mantener el sudeste asiático, necesitas mantener a Tailandia". Su posición le permitió observar de cerca el deterioro de la situación en Laos.
, que amenazaba con extenderse a Tailandia, y el creciente enfoque de las potencias occidentales en Vietnam del Sur. Fue nombrado Compañero de la Orden del Baño (CB) en los Honores del cumpleaños de la Reina de 1962, en particular por su "conspicua devoción al deber y su unicidad de propósito" como Comandante de Duntroon. El 21 de enero de 1963, Wilton fue ascendido a teniente general y se convirtió en Jefe del Estado Mayor General (CGS), sucediendo al teniente general Sir Reginald Pollard. Fue nombrado Caballero Comandante de la Orden del Imperio Británico (KBE) en los Honores de Año Nuevo de 1964.