W 2003 roku zakończył karierę.
Kariera reprezentacyjna W reprezentacji Belgii Wilmots zadebiutował 26 maja 1990 roku w zremisowanym 2:2 towarzyskim meczu z Rumunią. W tym samym roku znalazł się w kadrze na Mistrzostwa Świata. Nie zagrał jednak na nich w żadnym pojedynku, a Belgia odpadła z turnieju w 1/8 finału.
W 1994 roku Wilmots został powołany do kadry na Mistrzostwa Świata. Wystąpił na nich w spotkaniu fazy grupowej z Arabią Saudyjską (0:1). Tamten mundial reprezentacja Belgii ponownie zakończyła na 1/8 finału.
W 1998 roku po raz trzeci w karierze był uczestnikiem Mistrzostw Świata. Tym razem zagrał na nich we wszystkich meczach swojej drużyny, z Holandią (0:0), Meksykiem (2:2) i Koreą Południową (1:1). W potyczce z Meksykiem zdobył także 2 bramki. Kadra Belgii natomiast odpadła z turnieju po fazie grupowej.
W 2000 roku Wilmots wziął udział w Mistrzostwach Europy. Rozegrał tam 3 spotkania: ze Szwecją (2:1), Włochami (0:2) i Turcją (0:2). Tamten turniej Belgowie zakończyli na fazie grupowej.
W 2002 roku został powołany do kadry na Mistrzostwa Świata. Zagrał na nich w meczach z Japonią (2:2), Tunezją (1:1), Rosją (3:2) oraz Brazylią (1:2). W spotkaniach z Japonią, Tunezją i Rosją strzelił także po jednym golu.