La primera entre 1901 y 1904 bajo la dirección de Robert Falcon Scott en el RRS Discovery, en la que Wilson actuó como ayudante de cirujano y zoólogo.

Durante el invierno de 1911 viajó junto a Henry Robinson Bowers y Apsley Cherry-Garrard, a Cabo Crozier para recolectar embriones de Pingüino Emperador.

Junto a Robert Falcon Scott, el teniente Henry Robinson Bowers, el contramaestre Edgar Evans y el capitán del ejército Lawrence Oates alcanzaron el Polo Sur el 17 de enero de 1912, falleciendo todos ellos en el viaje de vuelta, lo que motivó un sentimiento de duelo nacional raramente visto desde entonces.

En el Gonville and Caius College se conserva la bandera del colegio que Wilson llevó consigo al Polo Sur.

La escuela primaria Edward Wilson de Londres se llama así en su memoria.