Wilson nació en Dallas, Texas, hijo de la fotógrafa Laura Wilson y Robert Andrew Wilson, un ejecutivo de publicidad y operador en una estación televisiva local.[1] Su familia es irlandesa-americana y Católica Romana. Cuando tuvo suficiente edad, se mudó a Los Ángeles junto a sus hermanos Luke y Andrew para poder desarrollarse como actor. La madre de Wilson, Laura Wilson de profesión fotógrafa, ha producido cuatro libros de fotografías y trabajó como asistente de Richard Avedon mientras éste fotografiaba para su serie In the American West. Es hermano de los también actores Andrew y Luke Wilson.