Vilsonova je prvo radila kao model u Australiji i Evropi pre nego što se preselila u Los Anđeles 1991. Tamo je studirala glumu, a nakon pet godina studija, angažovana je za neke male uloge u nezavisnim filmovima kao što su Naked Jane and Loser.
Godine 1996. spremala se da nastavi studije na glumačkoj školi u Njujorku, ali je odlučila da se prvo prijavi na audiciju za novu seriju. Preko 200 glumica je bilo na audiciji za glavnu ulogu, a izabrana je upravo ona – Nikita. Ostalo je istorija.
Peta se od 2012. godine aktivno bavi dizajniranjem rublja i daleko je od glume. Iz veze sa rediteljem Damjanom Harisom ima sina.
Mediji su je dovodili u vezu sa Mikom Džegerom, Raselo Krouom, ali i šuškalo se da na njene čari nije odoleo ni Vladimir Putin za koga se zna da je njen veliki fan.
