Tres la marcha desti postreru en xunu de 2012, Wilmots fíxose cargu del combináu nacional belga,[6] al que llogró clasificar pal Mundial de Brasil tres 12 años de la so última participación nuna cita mundialista.[7] Ellí algamó los cuartos de final, onde perdió ante Arxentina.[8] Na Eurocopa 2016, Bélxica tamién foi esaniciada en cuartos de final; y pocos díes dempués, la Federación belga anunció la rescisión del contratu de Wilmots.[9]