Michael Wilson è stato uno dei pionieri del ciclismo australiano nel continente europeo. Al pari di Phil Anderson, ha contribuito a dare lustro alla sua nazione, raggiungendo risultati prestigiosi durante le sue nove stagioni da professionista.
A soli 19 anni si mette in grande evidenzia in patria con una serie di successi culminati con l'affermazione nel campionato nazionale per dilettanti e quindi appena ventenne partecipa alle Olimpiadi di Mosca (1980) correndo la prova individuale in linea (25esimo) e la 100 km crono a squadre. Sempre in questa stagione è secondo nel campionato nazionale nell'inseguimento su pista dilettanti.
Corridore molto eclettico e forte, si sente pronto per trasferirsi in Europa. Nel 1981 corre in Italia, come dilettante, per il G.S. Cierre Montone e ottiene varie vittorie, tra queste: Circuito Valle del Liri, Trofeo San Giuseppe, G.P. San Basso e il G.P. Montanino.
Pronto per il grande salto, nel 1982, a 22 anni, firma per l'Alfa Lum-Sauber il suo primo contratto da professionista. Durante questa prima stagione, non è l'unico australiano in squadra. Con lui è presente anche Clyde Sefton, medaglia d'argento olimpica a Monaco, che lo accompagna in questa avventura. Wilson lascia subito il segno al Giro d'Italia: vince la seconda tappa da Viareggio a Cortona e conclude il Giro con un rispettabile 43° posto. Nello stesso anno, vince una cronometro in salita, il Trofeo Nencini (Cronoscalata della Futa), e si classifica terzo al Giro del Piemonte. Nel 1983, i fratelli Lerrajeta si uniscono all'Alfa Lum. Il più illustre dei due, Marino, punta a vincere la Vuelta per il secondo anno consecutivo. Michael Wilson è al suo servizio per cercare di raggiungere questo obiettivo, ma lo spagnolo viene battuto da Bernard Hinault. Da parte sua, l'australiano conclude la Vuelta a España nel modo più spettacolare, vincendo in solitaria l'ultima tappa per le strade di Madrid e conclude al 52° posto nella classifica generale. Dopo una stagione 1984 caratterizzata dalla vittoria nel Trofeo Matteotti, Michael Wilson viene selezionato per il Giro d'Italia del 1985. Sempre al servizio del suo leader spagnolo, Wilson ottiene il suo miglior risultato in un Grande Giro, concludendo ottavo nella classifica generale vinta da Bernard Hinault. Wilson, sempre a suo agio anche nelle cronometro, si mette in luce nel Trofeo Baracchi a coppie: 5° nel 1984 in coppia con lo svizzero Serge Demirre e 2° nel 1985 e 1986 con Daniele Caroli. Nel 1986, nel Giro d'Italia vinto da Visentini, Michael ottiene un ottimo 17esimo posto, ma comunque gli manca una cosa: non ha ancora corso il Tour de France. Dopo una stagione (1987) di transizione alla statunitense 7 Eleven, durante la quale non ottiene risultati di rilievo, nel 1988, entra a far parte di una squadra svizzera: la Weinmann - La Suisse, che cambia nome in Helvetia - La Suisse nel 1989. Proprio nel 1988 fa il suo esordio al Tour de France e lo conclude con un buon 50esimo posto.
Come nelle stagioni italiane, anche in Svizzera Michael si distingue come un corridore onesto e leale, con un comportamento esemplare in corsa a favore della squadra e del leader di turno, non disdegnando grandi imprese nelle giornate di libertà.
Il Tour de Romandie del 1989 è un esempio perfetto. In assenza di un leader assoluto all'Helvetia, tutti hanno carta bianca alla partenza. Ma il compagno Delion all'ultimo giorno di corsa è solo un secondo dietro a Robert Millar. Nonostante la sua buona posizione in classifica generale, Michael non ha problemi a sacrificarsi per aiutare il compagno che alla fine si conferma secondo mentre Michael è ottavo nella generale.
La stagione 1989 è segnata da due grandi successi per Michael Wilson: la terza tappa della Tirreno-Adriatico e il Tour de Suisse, e un 69° posto al suo secondo Tour de France. Oltre al Trofeo Baracchi, Michael si distingue anche nelle crono individuali e fa del Grand Prix des Nations il suo momento clou annuale di fine stagione: 3° nel 1988, 4° nel 1989 e 7° nel 1990.
Nel 1991 torna a correre in Italia per la Ceramiche Ariostea, ma nonostante il solito contributo per la squadra non arrivano risultati importanti e a fine stagione lascia il ciclismo agonistico.