威爾遜七歲被曼聯球探發現，並進入曼聯青訓系統。 盡管在季前賽表現突出，威爾遜還是繼續在U18效力。憑借賽季初連續6場比賽中的7粒進球（包括U19歐冠聯賽中對陣勒沃庫森和頓涅茨克礦工的3粒進球）以及曼徹斯特高級杯打平布裏隊的進球，威爾遜在下半賽季成為預備隊的壹員。在2014年3月10日對狼隊的比賽完成帽子戲法之後，威爾遜在4月5日曼聯4-0擊敗紐卡斯爾聯隊的比賽中得到第壹次壹線隊經歷，在那場比賽威爾遜坐在板凳席但沒有獲得上場機會。
14年5月6日曼聯主場迎戰赫爾城的比賽中威爾遜完成壹線隊處子秀，並在64分鐘被範佩西換下之前梅開二度，幫助球隊3比1戰勝對手。
14年8月7日，在曼徹斯特高級杯決賽中威爾遜包攬全部4粒進球，幫助球隊4-1戰勝曼城，奪得曼徹斯特高級杯冠軍。
隨著以善於提拔青年球員著稱的荷蘭名帥範加爾執教紅魔，威爾遜越來越多地獲得了壹線隊比賽機會。 2015年9月26日，英超豪門曼聯官方宣布，與鋒線天才詹姆斯-威爾遜續簽壹份為期四年的合同，合約期至2019年夏天。同時，詹姆斯-威爾遜的新合同中還包含有續約1年的選項，壹旦在2018/19賽季等出場次數達到規定條款時，雙方將自動續約至2020年夏天。
在詹姆斯-威爾遜與曼聯簽訂新約後，主帥範加爾接受了俱樂部官網采訪，“他是英格蘭最有前途的年輕人之壹，我們很開心他能夠簽訂壹份新合同。他是壹名非常有天賦的鋒線球員，擁有敏銳的殺手嗅覺，他的發展朝著正確的方向進行，顯然他會有很好的未來。”與此同時，詹姆斯-威爾遜也接受了采訪，“自7歲開始，我就為曼聯踢球，在這裏我非常享受，在這裏長大有著難以想象的經歷，與曼聯續約，對於我而言，有利於我的職業生涯發展。我很開心簽下壹份新合同，期盼在球隊中扮演重要角色，並希望留在這裏很多年。”