Casey Wilson formó parte del reparto principal de las telecomedias "Marry Me" y "Finales felices". Fue nominada en dos ocasiones a un premio Critics' Choice por su labor en esta última serie, y la revista Variety la designó como uno de los "10 principales cómicos a seguir".

Sus créditos más recientes incluyen "One Mississippi" para Amazon, dirigido por Nicole Holofcener, "The Disaster Artist", la cinta independiente UNA MADRE IMPERFECTA, con Susan Sarandon y Rose Byrne, así como numerosas apariciones televisivas en títulos como "Anatomía de Grey", "Recién llegados", "Animals." o "La liga fantástica".

Wilson fue uno de los miembros principales del reparto de "Saturday Night Live" durante dos temporadas y apareció como estrella invitada en "Bored to Death", de HBO, y "Cómo conocí a vuestra madre", de CBS. Wilson también interviene en la serie "Hotwives", una comedia original de Hulu ambientada en una ciudad distinta cada temporada. La segunda temporada, "The Hotwives of Las Vegas", se estrenó en agosto de 2015.

Entre sus créditos cinematográficos figuran el thriller de David Fincher "Perdida", así como "Nominados", de Christopher Guest, "Julie y Julia", de Nora Ephron, y el título independiente de Kyle Alvarez "C.O.G.", basado en un relato corto de David Sedaris.

Wilson procede de Alexandria, Virginia, y está graduada por la Escuela de Artes Tisch de la Universidad de Nueva York y el Stella Adler Studio of Acting. Al terminar su formación, coescribió y protagonizó (junto con su mejor amiga, June Raphael) el espectáculo de sketches de humor para dos mujeres "Rode Hard and Put Away Wet", en el Upright Citizens Brigade Theatre de Nueva York y Los Ángeles. El espectáculo se representó durante once meses, fue selección oficial del U.S. Comedy Arts Festival de HBO en Aspen, y fue elegido como uno de los favoritos de la crítica por la revista TimeOut NY.

Wilson y Raphael llevaron su colaboración cómica al mundo del cine. Coescribieron el guion de "Guerra de novias", que protagonizarían Anne Hathaway y Kate Hudson. Interpretaron a las protagonistas en "Ass Backwards", una comedia independiente femenina que escribieron juntas. El filme fue dirigido por Chris Nelson y se presentó en el Festival de Cine de Sundance de 2013.