Ewen Ferguson såg ut att kunna säkra sin tredje seger för säsongen efter att ha spelat en avslutande 66:a och satt klubbhusets mål på 20 under par.
Men Wilson, som spelade i den sista gruppen, avslutade med ett bra resultat i Farsø och slog från 66 fot på den 13:e, 14 fot på den 16:e och 64 fot på den 17:e för att gå om skotten och ta en ledning på ett slag till den 18:e tee.
Han spelade säkert par på den sista för att skriva in en 67:a, avsluta turneringen på 21 under par och återvända till vinnarcirkeln för första gången på den här nivån sedan Alfred Dunhill Links Championship 2014.
Wilson kom in i veckan i jakt på sin första topp tio-placering på DP World Tour sedan 2019 års upplaga av denna tävling, då han kom på delad fjärde plats.
Full av stolthet
En känslosam Wilson uttryckte stolthet över sig själv efter att ha fått jobbet gjort.
Han kämpade mot tårarna i sin intervju efter rundan och sa: "Jag var så självsäker. Jag visste att jag kunde få jobbet gjort. Allt jag har gjort fram till den här tidpunkten för att bygga upp mitt spel visste jag att jag kunde göra det.
"Och jag var så kontrollerad och jag sa att jag inte skulle gråta!
"Jag var så lugn där. Jag njöt nästan av det sista hålet.
"Det är ganska speciellt. Jag är så stolt över mig själv. Jag känner att det finns mycket framför mig och jag är så glad över att få seger nummer två.
"Mitt spel har utvecklats i rätt riktning. Det har funnits en hel del bra saker i år, jag har bara inte lyckats få ihop allt.
"Jag antar att 18 års erfarenhet får en att hålla ut. Och att komma över linjen känns bra. Det känns så bra."
Ferguson slutade ensam på andra plats på 20 under, två slag före norrmannen Kristian Krogh Johannessen på ensam tredje plats.
Wilson inledde dagen i delad ledning på 17 under tillsammans med Francesco Laporta, Ross McGowan och Matthew Southgate men kunde inte göra några tidiga framsteg på dag fyra och inledde sin runda med sju raka pars för att tappa mark.
Ferguson började bra på dag fyra och följde upp birdies på tredje och femte rundan med en eagle på åttonde rundan för att dela ledningen på 19 under.
En birdie på sex fot vid den 14:e tog 26-åringen till tvåsiffrigt under par, vilket gav honom en ledning på två slag i det skedet.
Trots att en stor grupp jägare kämpade om positionen runt honom behöll skotten sin ledning under större delen av eftermiddagen tills Wilsons sena anfall innebar att han fick nöja sig med andraplatsen.
Skotten sa: "Jag känner mig ganska bra. Självklart är jag lite ledsen över att jag inte vann, men jag förlorade definitivt inte. "Han kämpade hårt och gjorde uppenbarligen mycket bra ifrån sig för att komma över linjen. Den här veckan var helt enkelt inte tänkt att bli min vecka." European Tour.