Уилкс начал сезон 2002/2003 в тренировочном лагере «Милуоки Бакс». Он снова был отчислен до начала регулярного сезона[3]. Он вернулся в «Хантсвилл Флайт» на сезон 2002/2003 Д-Лиги. 24 декабря 2002 года он подписал контракт с клубом НБА «Атланта Хокс», где он сыграл 6 игр, прежде чем был отчислен 7 января 2003 года. Затем он дважды подписывал десятидневный контракт с «Хокс» и сыграл еще 9 игр[4]. Затем Уилкс подписал десятидневный контракт с клубом «Миннесота Тимбервулвз», который в дальнейшем превратился в полноценный контракт, по которому он сыграл в 31 из 32 последних игр за команду[5].
8 сентября 2003 года Уилкс подписал контракт с «Хьюстон Рокетс», где он сыграл 26 игр за сезон. Год спустя «Рокетс» обменяли Уилкса вместе с Эриком Пятковски и Эдрианом Гриффином в «Чикаго Буллз» на Дикембе Мутомбо[6], вскоре «Буллз» отчислили Уилкса. 26 октября 2004 Уилкс подписал контракт с «Сан-Антонио Спёрс», с которыми он выиграл титул чемпиона НБА в 2005 году, набирая в среднем 1,8 очка за игру в регулярном сезоне. Затем Уилкс подписал контракт с «Кливленд Кавальерс», где он сыграл 37 игр. Незадолго до дедлайна 2006 года «Кавальерс» обменяли Уилкса в «Сиэтл Суперсоникс» на Рональда Мюррея[7]. Уилкс также играл в сезоне 2006/2007 в «Суперсоникс». Он сыграл 57 игр за 2 сезона за «Суперсоникс».
Перед сезоном 2007/2008 Уилкс присоединился к тренировочному лагерю «Денвер Наггетс». После того, как «Наггетс» отказались от него в октябре 2007 года[8], Уилкс всё же заново был подписан через четыре дня, после того как Чаки Эткинс получил травму[9]. Майк был снова отчислен позже в ноябре и подписан «Вашингтон Уизардс» в декабре 2007 года[10]. 29 февраля 2008 года «Соникс» подписали с Уилксом десятидневный контракт. После истечения срока контракта он не был продлён[11].
Уилкс подписал контракт с «Орландо Мэджик» 30 сентября 2008 года[12]. В предсезонной игре 26 октября 2008 года Майк порвал переднюю крестообразную связку правого колена и пропустил весь регулярный сезон[13]. Майк был обменян в «Мемфис Гриззлис» 19 февраля 2009 года[14]. После ухода из «Мемфис Гриззлис» Уилкс был в тренировочном лагере «Атланты Хокс», но не был подписан на сезон. Майкл Уилкс подписал контракт с клубом «Оклахома-Сити Тандер» 26 ноября 2009 года[15]. Он был отчислен из «Оклахомы» 22 декабря 2009 года, когда команда приобрела Эрика Мэйнора.
Последняя игра Уилкса в НБА состоялась 4 декабря 2009 года в проигранном со счётом 87–105 игре против «Бостон Селтикс», где он набрал 7 очков и 2 передачи, сыграв 21 минуту со скамейки запасных.
Уилкс носил номер 29 на протяжении всей своей карьеры в НБА (за исключением периода со «Спёрс», где он носил 11), как дань уважения игровой площадке «Milwaukee 29th Street», где он вырос, играя в баскетбол.
25 августа 2010 года он подписал контракт с чемпионом польской лиги «Ассеко Проком», но был отчислен в январе 2011 года[16].
В сезоне 2011/2012 Майк Уилкс был приглашён в тренировочный лагерь «Вашингтон Уизардс», но был отчислен перед регулярным сезоном[17].
В октябре 2012 года Уилкс присоединился к клубу «Оклахома-Сити Тандер» в качестве скаута[18]. 28 декабря 2021 года Уилкс стал первым бывшим игроком «Тандер», возглавившим «Тандер», после того как главный тренер Марк Дэйно пропускал игру по протоколу безопасности от COVID-19[19].
