路克威爾森多變的戲路,為他贏得影評的讚賞和觀眾的喜愛,和鄔瑪舒曼合演的【我的超人女友】;和克萊兒丹妮絲、黛安基頓、德莫麥隆尼、克雷格尼爾森以及莎拉潔西卡帕克合演的【婆家就是你家】,為他贏得不少好評。
路克身兼編劇、導演、演員的【愛情奧客】,有歐文威爾森、伊娃曼德絲、威爾法洛、艾迪葛瑞芬、哈利狄恩史坦頓、西摩卡索、克里斯克里斯多佛森等人共同演出,並請來長兄安德魯威爾森共同執導。
威爾森的銀幕處女作是備受好評的獨立製片【脫線沖天炮】。隨後,威爾森演出一連串小角色和配角,直到狄恩派里索特執導的【愛情向前衝】,讓他躍升男主角,和茱兒芭莉摩共同擔綱演出。
1998年的【都是愛情惹的禍】,路克再度與歐文威爾森、韋斯安德森攜手合作,該片名列眾多影評傳媒的年度十大佳片之一。而三人隨後又合作了【天才一族】,該片其他演員還包括了金哈克曼、安潔莉卡休斯頓、葛妮絲派特洛、班史提勒、比爾莫瑞。
2003年威爾森和文森范恩、威爾法洛合演了賣座喜劇【重返校園】。近期作品還有凱特哈德森合演的【戀愛書成班】,以及與鮑伯迪倫、潘妮洛普克魯茲、潔西卡蘭芝合演的【巴布狄倫之假面與匿名】。
威爾森還曾出現在馬丁勞倫斯的賣座喜劇【笨賊妙探】,海瑟葛拉罕主演、入圍2000年日舞影展評審團大獎的【真命天女】,賣座鉅片【霹靂嬌娃】以及瑞絲薇斯朋主演、入圍金球獎音樂/喜劇類最佳影片的【金法尤物】,並繼續在後兩者的續集中露面。