[2]​ En 1973, Wilczek, un estudiante graduado trabajando con David Gross en la Universidad de Princeton, descubrió la libertad asintótica que afirma que mientras más próximos estén los quarks menor es la interacción fuerte entre ellos; cuando los quarks están extremadamente próximos la interacción nuclear entre ellos es tan débil que se comportan casi como partículas libres.

La libertad asintótica, descubierta independientemente casi al mismo tiempo por David Politzer, fue importante para el descubrimiento de la cromodinámica cuántica.

Nacido en Mineola (Nueva York), Wilczek fue educado en las escuelas públicas de Queens, asistiendo a la escuela secundaria Martin Van Buren.

En 2014, Wilczek escribió una carta, junto con Stephen Hawking, Max Tegmark y Stuart J. Russell, advirtiendo que «el éxito en la creación de inteligencia artificial (IA) sería el evento más grande en la historia de la humanidad.

En 2017, se detectaron estados cuya frecuencia se desvía de la frecuencia de excitación en sistemas cuánticos excitados externamente.