Wilmer Allison je v posamični konkurenci največji uspeh dosegel leta 1935, ko je osvojil Nacionalno prvenstvo ZDA, leta 1934 je še zaigral v finalu, kot tudi leta 1930 na turnirju za Prvenstvo Anglije. Na turnirjih za Prvenstvo Avstralije se je najdlje uvrstil leta 1933 v polfinale. V konkurenci moških dvojic je z Johnom Van Rynom po dvakrat osvojil Nacionalno prvenstvo ZDA in Prvenstvo Anglije ter še štirikrat nastopil v finalu Nacionalnega prvenstva ZDA ter enkrat Prvenstva Anglije. Nacionalno prvenstvo ZDA je osvojil tudi v konkurenci mešani dvojic leta 1930. V letih 1929, 1930, 1932, 1933 in 1935 je bil član ameriške reprezentance v tekmovanju International Lawn Tennis Challenge, kjer se je vselej uvrstila v finale. Leta 1963 je bil sprejet v Mednarodni teniški hram slavnih.
