Kenneth Wilson studiował matematykę w Harvard University i fizykę w California Institute of Technology. Jako doktorant w CalTech, studiował w grupie, do której należeli Murray Gell-Mann (jeden z twórców pojęcia kwarków) i Richard Feynman (jeden z twórców elektrodynamiki kwantowej). Kopia jego doktoratu jest dostępna pod linkiem.
Wilson interesował się teorią cząstek. Starając się zrozumieć rachunki w kwantowej teorii pola, podał swoją własną interpretację procedury renormalizacji. Ta interpretacja okazała się znacznie bardziej ogólna niż jej zastosowanie do teorii cząstek. Wilson rozwinął swoją metodę i zastosował ją do opisu zjawisk krytycznych związanych z przejściami fazowymi w fizyce statystycznej. Jego metoda pozwoliła otrzymać jakościowo nowe wyniki teoretyczne w zgodzie z doświadczeniem. Za prace na ten temat otrzymał nagrodę Nobla w 1982. Poglądowy opis jego metody znajduje się w artykule w Scientific American z 1979. Dzięki połączeniu dwóch sposobów rozumowania, jednego z teorii cząstek i drugiego z fizyki statystycznej, i fizyki ciała stałego, Wilson był w stanie podać sformułowanie chromodynamiki kwantowej na sieci, które to sformułowanie jest dzisiaj uważane za podstawowe narzędzie teorii oddziaływań silnych. Przykładami powszechnie znanych pojęć jego autorstwa w fizyce teoretycznej są: pętla Wilsona (Wilson loop), rozwinięcie operatorowe (OPE, operator product expansion), punkt stały (fixed point), teoria cechowania na sieci (lattice gauge theory).
Kenneth Wilson był profesorem w Cornell University od 1963 do 1988. Jako dyrektor Centrum Komputerowego w Cornell brał udział w pionierskich pracach nad tworzeniem Internetu. Potem był profesorem w Ohio State University do 2008. Tam zaczął studiować problemy systemu edukacji. Dlaczego ten system nie rozwija się i poprawia w tempie porównywalnym z innymi systemami w społeczeństwie? Korzystając z wyników wiodących badaczy procesu kształcenia w fizyce, takich jak Arnold Arons i Lillian McDermott, Wilson kierował programem reformy szkolnictwa w Ohio od 1990 do 1996. Od tego czasu, jego głównym zainteresowaniem stało się poznawanie procesów kształcenia siebie i innych z pierwszej ręki w kontaktach z nauczycielami, uczniami, rodzicami, studentami, i innymi badaczami, oraz z władzami systemów edukacji. Kenneth Wilson i Bennett Daviss są autorami książki "Redesigning Education" z 1994. Wilson i Constance Barsky są współautorami “Applied Research and Development: Support for Continuing Improvement in Education,” Daedalus 1998.
