Père de l'acteur français Lambert Wilson.

Georges Wilson suit des cours de théâtre à l'école parisienne de la rue Blanche, où son professeur est Pierre Renoir, puis entre en 1947 à la Compagnie du Grenier Hussenot. En 1952, il intègre le TNP (Théâtre National Populaire) de Jean Vilar, à qui il succédera comme directeur de 1963 à 1972.

Georges Wilson débute au cinéma en 1954 aux côtés de Danielle Darrieux dans Le Rouge et le Noir de Claude Autant-Lara, qu'il retrouvera pour La Jument verte. Il figure également au générique des Hussards de Alex Joffé. C'est Une aussi longue absence, d'Henri Colpi, Palme d'Or en 1961, qui le révèle : il y incarne un vagabond en qui une femme croit reconnaître son mari disparu.

Capitaine Haddock dans Tintin et le Mystere de la toison d'or, Georges Wilson partage sa carrière entre la France et l'Italie, où il tourne de nombreux films (Le Desordre, 1960; L' Etranger de Luchino Visconti, 1967; Beatrice Cenci, 1969; L' Età della pace, 1974). Les années 60 lui permettent de jouer aux côtés d'acteurs de renommée mondiale tels John Wayne, Richard Burton ou Bourvil dans Le Jour le plus long (1962). En France, il côtoie Fernandel dans Le Caïd (1960) ou encore Louis De Funès dans Faites sauter la banque (1963), où il interpète le rôle d'un agent de police.

Son talent d'acteur de composition lui permet d'accumuler des rôles très différents. Commissaire dans Max et les Ferrailleurs (1970), caïd cynique dans Le Bar du téléphone (1980), il incarne un grand-père juif dans Au bout du bout du banc (1978) et un bâtonnier dans L' Honneur d'un capitaine (1982).

Georges Wilson passe derrière la caméra en 1988 avec La Vouivre dont il écrit également le scénario d'après l'oeuvre de Marcel Aymé. Il y dirige son fils, Lambert Wilson, mais aussi Jean Carmet et Suzanne Flon. Dans les années 1990, il s'illustre notamment dans Le Château de ma mère, d'après Marcel Pagnol, et dans le film historique Marquise (1996). En 2005, il est à l'affiche de Je ne suis pas là pour être aimé, aux côtés de Patrick Chesnais.