Wilson fece registrare 3 sack, 85 tackle e 5 passaggi deviati nel 2001, venendo convocato per il suo primo Pro Bowl[5] Nel 2002 ebbe 5 sack, 132 placcaggi (leader della squadra), 4 passaggi deviati e un fumble forzato, venendo convocato per il secondo Pro Bowl.[6][7] Nel 2003 guidò ancora la squadra con 88 tackle.[8] Nella settimana 11 della stagione 2004 contro i New Orleans Saints Wilson ritornò un intercetto per 7 yard segnando il suo primo touchdown.[9] Chiuse con 2,5 sack, 105 placcaggi e 2 intercetti.[10] Nel 2005 fu convocato per il quarto Pro Bowl dopo 3 sack, 73 tackle, 9 passaggi deviati e 2 fumble forzati.[11][12] Nel quarto turno fu premiato come miglior difensore della AFC della settimana per la sua prestazione contro i Jacksonville Jaguars, dove forzò due fumble.[13][14] Per la prima volta fu anche inserito nel First-team All-Pro.[15]
Il 3 dicembre 2006 Wilson subì un infortunio al collo durante un finto tentativo di field goal nella gara contro i Seattle Seahawks.[16] Fu portato fuori dal campo in barella e portato all'ospedale ma riuscì a essere in campo nel turno successivo per aiutare i Broncos a raggiungere i playoff.[17][18] Chiuse l'annata guidando la squadra con 106 placcaggi,[19][20] venendo convocato per il suo quinto e ultimo Pro Bowl.[21]
Wilson fu svincolato dai Denver Broncos il 13 aprile 2007, a causa degli infortuni e problemi al tetto salariale.[22] Il 10 settembre 2008 annunciò ufficialmente il suo ritiro dal football professionistico.
^(EN) 1999 National Football League Draft, Pro Football Hall of Fame. URL consultato il 7 ottobre 2012 (archiviato dall'url originale l'11 dicembre 2013).