Wilson war jedoch Teilnehmer der Terra-Nova-Expedition, die 1910 unter Scott erneut zur Antarktis aufbrach und war für den wissenschaftlichen Teil verantwortlich. Er war einer der fünf Männer, die am 18. Januar1912 den Südpol erreichten. Alle fünf starben während ihrer Rückkehr. Die Royal Geographic Society verlieh ihm 1913 posthum die Patron’s Medal.[1]
Wilson war in einer stark religiös geprägten Atmosphäre aufgewachsen, und er behielt bis zu seinem Tod eine spirituelle Heiterkeit und Gelassenheit, die ihn während seiner Teilnahme an den Antarktisexpeditionen zu der Person werden ließen, an die sich seine Kameraden wandten, wenn sie Zuspruch benötigten. In der Auseinandersetzung zwischen Scott und Shackleton über vermeintliche Vorrechtsfragen zur Eroberung des Südpols schlug er sich auf Scotts Seite. Hierdurch kam es in der Folge zum Bruch mit dem ihm eigentlichen freundschaftlich verbundenen Shackleton.
2017 wurde zwischen Pinguinfedern das Aquarell "1899 Tree Creeper" (Baumläufer) von Edward Wilson wiederentdeckt. Er soll es, aus bisher nicht bekannten Gründen, auf seine Expedition 1912 an den Südpol mitgenommen haben. Mit 1500 Artefakten wurde es nach Neuseeland gebracht und soll nun wieder in die Ostantarktis (Kap Adare) zurück.[2]