Miamin yliopistossa Floridassa opiskellut ja paikallisessa joukkueessa pelannut Wilfork varattiin New England Patriotsiin ensimmäisen kierroksen 21. pelaajana vuoden 2004 varaustilaisuudessa. Hän debytoi joukkueen paidassa NFL:ssä samana vuonna. Wilfork on valittu viidesti NFL:n tähdistöotteluun Pro Bowliin vuosina 2007, 2009, 2010, 2011 ja 2012. NFL:n mestaruuden eli Super Bowlin hän on voittanut kahdesti, vuosina 2005 ja 2014. Ensimmäisellä kerralla finaalissa kaatui Philadelphia Eagles ja toisella kerralla hallitseva mestari Seattle Seahawks. Tämän jälkeen hän siirtyi pelaamaan Houston Texansiin. Wilfork lopetti uransa pelattuaan kaksi kautta Texansissa.