El actor irrumpe sonoramente en la gran pantalla con cinco largometrajes, incluyendo un papel protagonista en Unaccompanied Minors (2006), de Paul Feig.

Wilmer también aparece en el gran éxito del Festival de Sundance 2006, The Darwin Awards (2006), protagonizado por Winona Ryder y Joseph Fiennes.

Presta su voz al personaje de Rodrigo en el largometraje Clifford’s Really Big Movie (2004) junto con John Ritter.

Aprendió pronto inglés y comenzó clases de interpretación en el instituto como ayuda para integrarse en la cultura estadounidense.

Actuó en muchas piezas teatrales, entre ellas A Midsummer Night’s Dream, Rumors, And Never Been Kissed y The Impossible Years, al tiempo que se iniciaba profesionalmente en un anuncio de Pacific Bell en castellano.

Hizo el papel de DJ Keoki en la película Party Monster (2003) junto con Macaulay Culkin, Chloë Sevigny, Seth Green y Wilson Cruz.

Participó en el videoclip de la cantante colombiana Fanny Lu, Tú No Eres Para Mí (2008), Imagínate junto a Wisin & Yandel y T-Pain (2009).

En 2012, tuvo una breve aparición en Men at Work, el programa protagonizado por su antiguo compañero en That '70s Show, Danny Masterson.

En 2020 participó en el vídeo musical "Holy" del cantante canadiense Justin Bieber junto a Chance the Rapper.