Родился 28 декабря 1856 г. в городе Стантон (штат Виргиния) в семье пресвитерианского проповедника шотландско-ирландского происхождения.
В 1879 г. окончил Принстонский университет, изучал право в Виргинском университете, в 1882—1883 гг. занимался юридической практикой в городе Атланта (штат Джорджия).
В 1883 г. Вильсон поступил в аспирантуру Университета Джонса Хопкинса в городе Балтиморе (штат Мэриленд), где изучал системы государственной власти и историю; в 1886 г. получил степень доктора философии за книгу «Правление конгресса» (1885 г.).
С 1885 по 1888 г. он преподавал в Уэслианском университете. В 1890 г. Вильсон стал профессором юриспруденции и политической экономии Принстонского университета, а впоследствии—его президентом (1902—1910 гг.).
Будучи губернатором штата Нью-Джерси (1911—1913 гг.), он осуществил широкую программу прогрессивных реформ и в 1912 г. был избран президентом США.
Вильсон выступал за максимальное равенство возможностей для всех граждан страны и за неограниченный доступ США к мировым рынкам; проводил активную политику, направленную на укрепление американских позиций в мире. В рамках программы построения «новой демократии» он осуществил тарифную и банковскую реформы (1913 г.), добился принятия антитрестовских законов (1914 г.).
В 1916 г. Вильсон был вторично избран президентом.
После начала Первой мировой войны он пытался выступить посредником между европейскими державами; добился вступления США в войну (1917 г.); являлся одним из главных авторов Версальского мирного договора, за что был удостоен Нобелевской премии мира (1919 г.).
Осенью 1919 г. в результате сильного перенапряжения Вильсона разбил паралич, и он вынужден был прекратить активную государственную деятельность.
Умер 3 февраля 1924 г. в Вашингтоне.
