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Betemit est diplômé en 1996 à l'école secondaire Juan Bautista Safra, où il joue au baseball. Le , il signe son premier contrat professionnel à 14 ans en tant qu'un arrêt-court par les Braves d'Atlanta.
Betemit commence sa carrière professionnelle en 1997 avec les Gulf Coast Braves.
En 2000, avec les Jammers de Jamestown, il frappe dans une moyenne de ,331. Il apparaît au début 2000 sur la liste des 100 meilleurs prospects du magazine Baseball America en 99e position, puis est classé 29e en 2001, 8e en 2002 et 49e en 2003[1].
En 2002, il est promu en Ligue internationale avec les Braves de Richmond pour commencer la saison, mais il reste sur le banc pour la majorité de la saison en raison de nombreuses blessures[réf. nécessaire]. Il passe également la plupart des saisons 2003 et 2004 avec Richmond, mais apparaît lors de 22 matchs avec les Braves d'Atlanta en 2004, enregistrant son premier coup sûr le 8 mai contre les Astros de Houston.
Pendant l'inter-saison, après le départ de Rafael Furcal, l'arrêt-court des Braves, Betemit est considéré pour occuper ce poste vacant. Cependant, le poste fut attribué à Edgar Rentería arrivant tout droit des Red Sox de Boston. Betemit continua de jouer un rôle important en tant que remplaçant pour les joueurs de champ intérieur des Braves.
Dodgers de Los Angeles (2006-2007)
Le , Betemit est échangé aux Dodgers de Los Angeles contre le lanceur de relève Danys Báez et le joueur de champ intérieur Willy Aybar. Il fait sa première apparition pour les Dodgers le , jouant en troisième base contre les Nationals de Washington. Il aurait dû être titulaire au poste de troisième but des Dodgers en 2007, mais de nombreuses erreurs et des performances médiocres lui coûtent le poste[réf. nécessaire].
Yankees de New York (2007-2008)
Le , les Dodgers envoient Betemit aux Yankees de New York en échange du lanceur de relève Scott Proctor. Le , Betemit frappe un coup de circuit lors de sa première apparition à la batte en tant que Yankees et reçoit une ovation des spectateurs. Lors de son entrée sur le terrain la chanson Better Man de Pearl Jam est jouée[réf. nécessaire].
White Sox de Chicago (2009)
Wilson Betemit rejoint les White Sox le . Il est libéré de son contrat le .
Royals de Kansas City (2010-2011)
Betemit signe un contrat de ligues mineures chez les Royals de Kansas City le [2]. Il commence la saison en Triple-A avec les Royals d'Omaha avant de retrouver les terrains de Ligue majeure à partir du [3].
Tigers de Detroit (2011)
Le , Betemit est échangé aux Tigers de Detroit en retour de deux joueurs des ligues mineures, Antonio Cruz et Julio Rodriguez[4]. Frappant pour ,292 à Detroit avec 19 points produits en 40 matchs, il termine la saison avec une 46 points produits et une moyenne au bâton de 285 en 97 parties jouées au total pour les Royals et les Tigers.
Orioles de Baltimore (depuis 2012)
Le , Betemit signe un contrat de 3,25 millions de dollars pour deux saisons avec les Orioles de Baltimore[5]. Il y joue ses deux dernières campagnes en 2012 et 2013.