Nella prima metà degli anni quaranta, l'attrice divenne molto popolare tra i soldati americani: fu una tra le più ammirate pin up e partecipò volontariamente all'iniziativa della Hollywood Canteen, locale di Los Angeles fondato da Bette Davis e da John Garfield, nel quale i militari in licenza potevano trascorrere qualche ora di relax e di divertimento, intrattenuti da noti divi di Hollywood.
Interpretò la ballerina Rachel Michot in Il disonesto (1947), tratto dal romanzo Bel Ami di Guy de Maupassant, storia della scalata sociale di Georges Duroy (George Sanders), un seduttore che sfrutta il proprio fascino sulle donne per arrivare ai vertici della buona società parigina. Ma la vera notorietà giunse per la Wilson grazie allo show radiofonico My Friend Irma in cui interpretava il ruolo principale di Irma Peterson, una ragazza svampita e in carriera di Manhattan, che ha una serie di divertenti avventure con la sua migliore amica Jane Stacey[1].
La popolarità della serie presso il pubblico radiofonico convinse il produttore cinematografico Hal B. Wallis a trarne una versione cinematografica, dal titolo La mia amica Irma (1949), in cui la Wilson riprese il ruolo di Irma Peterson, accanto a Diana Lynn nel ruolo di Jane e a John Lund nella parte di Al, fidanzato di Irma. Il film rappresentò anche il veicolo di lancio della coppia Dean Martin-Jerry Lewis, nei panni rispettivamente di Steve Laird (fidanzato di Jane) e di Seymour (il maldestro migliore amico di Steve). La pellicola riconfermò il successo già ottenuto alla radio dalla Wilson, che tornò a interpretare Irma Peterson nel sequel dal titolo Irma va a Hollywood (1950), con lo stesso cast del film precedente, confermandosi una volta di più come quintessenza del personaggio della bionda bella, effervescente e tendenzialmente svampita.
Nella commedia Una ragazza in ogni porto (1952), con Groucho Marx, interpretò la cameriera Jane Sweet proprietaria di un purosangue. Nel film, due marinai maneggioni (Groucho e William Bendix) tentano di spacciare il loro ronzino per il fuoriclasse di Jane e cercano di venderlo a un ingenuo compratore (Don DeFore), che si innamora, pienamente ricambiato, della bella Jane, solare e avvenente nel suo costume da cameriera.
Marie Wilson fu sposata quattro volte: durante gli anni trenta con il regista Nick Grinde, dal 1938 al 1939 con il giocatore di golf Bob Stevens, dal 1942 al 1950 con Allan Nixon, dal 1951 con l'attore Robert Fallon (che morirà nel 1995). Quest'ultima unione durò fino alla scomparsa dell'attrice, sopravvenuta nel 1972 all'età di cinquantasei anni, a causa di un cancro.