Wilkins vart fødd i Hallett i Sør-Australia, som den siste av 13 born i ein innvandrar- og pionerfamile der faren dreiv ein sauefarm. Som tenåring flytta han til Adelaide, der han fekk jobb som kinomaskinist ved eit reisande kinoteater. Seinare kom han seg til England, der han byrja å arbeide som filmfotograf og vart ein pioner på flyfotografering. Kunnskapane hans om fotografering førte han inn på den banen som skulle bli livsverket hans, polarekspedisjonar og polarforsking. Først som deltakar, og seinare som leiar for eigne ekspedisjonar.
I kjølvatnet av den store merksemda han fekk ved heimkomsten til New York, gifta han seg med den australske skodespelaren Suzanne Bennett.
Med økonomisk støtte av William Randolph Hearst fortsette Wilkins polarekspedisjonane sine, denne gongen i Antarktis. På den australske halvøya namnsette han Hearst Land etter sponsoren sin, og Hearst takka tilbake ved å invitere han og Suzanne på ei bryllaupsreise jorda rundt med luftskipet «Graf Zeppelin».
Wilkins leia ein mislukka ekspedisjon sommaren 1932 som skulle ta seg fram under isen til Nordpolen med ein amerikansk ubåt frå første verdskrigen. Denne hadde han gjeve namnet Nautilus. Trass i at han ikkje gjennomførte turen som planlagt, så hadde han bana vegen for seinare ekspedisjonar under isen i Polhavet, noko som skjedde då den amerikanske marinen sin atomubåt USS «Nautilus» kryssa Nordishavet under isen i 1958.
Etter Wilkins døydde 30. november 1958 tok atomubåten USS «Skate», den første som braut gjennom isen på Nordpolen 17. mars 1959, oska hans og strødde ho over Polhavet.
Wilkins isbrem og Wilkinssundet er begge kalla opp etter han.
