En tant que comédien, André Wilms a travaillé sous la direction de Klaus Michael Grüber (Faust de Goethe, La Mort de Danton de Georg Büchner, Le Pôle de Vladimir Nabokov), André Engel (Baal de Brecht, En attendant Godot de Samuel Beckett, Hôtel moderne d'après Franz Kafka, La Nuit des chasseurs d'après Woyzeck de Georg Büchner), Deborah Warner (La Maison de poupée) et Michel Deutsch (Imprécation II, IV et XXXVI, respectivement en 1993, 1995 et 1999), Heiner Goebbels (Max Black en 1998, Eraritjaritjaka en 2004), entre autres.
Au cinéma, il a joué dans des films d'Aki Kaurismäki (La Vie de bohème, prix " Félix " 1993), Étienne Chatiliez (La vie est un long fleuve tranquille, Tatie Danielle,
Tanguy, La confiance règne) et de Claude Chabrol (L'Enfer), entre autres.
Dès la fin des années quatre-vingts, André Wilms s'est mis à signer ses propres mises en scène au théâtre et à l'opéra ; il a notamment monté La Conférence des oiseaux de Michaël Levinas (Festival International de Montpellier, 1988), Le Château de Barbe-Bleue de Béla Bartók (Festival International de Montpellier, 1990), La Philosophie dans le boudoir du Marquis de Sade (Munich, Marstall, 1997), Pulsion de F.X. Kroetz (Théâtre de la Colline, 1999), La Noce chez les petits bourgeois de Bertolt Brecht (Munich, 2000), La Vie de bohème d'après Henry Murger et Aki Kaurismaki (Francfort, 2001), Histoires de famille de Biljana Srbljanovic (TNP Villeurbanne, Théâtre National de la Colline, 2002), Les Bacchantes de Euripide (Comédie Française).