Pod koniec życia Vilmar czuł się samotny, pomimo towarzystwa swoich studentów. Popadł w melancholię, do czego znacząco przyczyniły się wydarzenia 1866 roku. Zmarł na udar mózgu niedługo po śmierci swojej drugiej żony.
Wybrane dzieła Verhältnis der evangelischen Kirche in Kurhessen zu ihren neuesten Gegnern (Marburg, 1839) Hessisches Historienbüchlein (1842) Deutsche Altertümer in Heliand (1845) Vorlesungen über die Geschichte der deutschen National-Literatur (1845) Geschichte der deutschen National-Literatur (Marburg, 1846) Schulreden über Fragen der Zeit (Marburg, 1846) Deutsches evangelisches Kirchengesangbuch (Stuttgart, 1855) Hessische Chronik (1855) Die Theologie der Thatsachen wider die Theologie der Rhetorik (1856) Zur neuesten Kulturgeschichte Deutschlands (3 części, Frankfort, 1858–186?) Geschichte des Konfessionsstandes der evangelischen Kirche in Hessen (Marburg, 1860) Handbüchlein für Freunde des deutschen Volksliedes (1866) Die Gegenwart und die Zukunft der niederhessischen Kirche (1867) Idiotikon von Kurhessen (1868) Ueber Goethes Tasso (Frankfort, 1869) Lebensbilder deutscher Dichter (zredagowane przez K. W. Piderita, Marburg, 1869) Luther, Melanchthon, Zwingli (Frankfort, 1869) Die Augsburgische Konfession (zredagowane przez K. W.