Po powrocie do Australii, Wilton został mianowany brygadierem odpowiedzialnym za administrację w Siedzibie Dowództwa Wschodniego, jego pierwszym stanowisku administracyjnym. W listopadzie 1955 roku przeniesiono go do Sztabu Generalnego w AHQ, gdzie był odpowiedzialny za wywiady, operacje i plany, a także brał udział w australijskich przygotowaniach do ćwiczeń SEATO. 24 marca 1957 r. awansował na generała-majora i został komandantem Królewskiego Kolegium Wojskowego w Duntroon. Chociaż nie był silnie religijny, uważał się za odpowiedzialnego za duchowy i moralny rozwój młodszych kadetów; regularnie uczęszczał na paradę kościelną, a w 1959 roku osobiście rozpoczął apel o fundusze publiczne na budowę kaplicy pamiątkowej Anzac w koledżu, która miała zostać otwarta w 1966 roku. Jego głównym celem było jednak osiągnięcie celów akademickich: zaniepokojony tym, że absolwenci ryzykują opóźnieniem się w porównaniu z rówieśnikami o coraz wyższych kwalifikacjach w przemyśle i służbie publicznej, usilnie pracował nad uczynieniem uczelni instytucją przyznającą dyplomy; osiągnięto to w 1967 roku. Od czerwca 1960 do 1962 roku, Wilton był szefem Biura Planowania Wojskowego w siedzibie SEATO w Bangkoku. Uważał, że Tajlandia jest strategicznie ważna, oświadczając, że "jeśli chcesz utrzymać Azję Południowo-Wschodnią, musisz utrzymać Tajlandię". Jego pozycja pozwoliła mu obserwować z bliska pogarszającą się sytuację w Laosie
, który groził rozprzestrzenieniem się na Tajlandię, a zachodnie mocarstwa coraz bardziej skupiły się na Południowym Wietnamie. Został mianowany Companion of the Order of the Bath (CB) w 1962 roku, szczególnie za jego "wyraźne oddanie obowiązkowi i jego jednolitość celu" jako komendant Duntroon. 21 stycznia 1963 roku Wilton został awansowany na generała-porucznika i został szefem Sztabu Generalnego (CGS), zastępując generała-porucznika Sir Reginalda Pollarda. Został mianowany Kawalerem Dowódcą Orderu Imperium Brytyjskiego (KBE) w 1964 roku.