Meteorologická história hurikánu Wilma, najsilnejšej tropickej cyklóny známej na západnej pologuli, sa začala v druhom októbrovom týždni roku 2005. Veľký meteorologický systém sa sformoval na veľkej časti Karibského mora a pomaly sa organizoval juhovýchodne od Jamajky. Koncom 15. októbra sa systém stal takým silným, že ho Národné centrum pre hurikány pomenovalo ako tropickú depresiu dvadsaťštyri.

Depresia sa pomaly presúvala na juhozápad a v podmienkach, ktoré boli vhodné na jej zosilnenie, sa 17. októbra zmenila na tropickú búrku Wilma. Spočiatku bol vývoj kvôli jej veľkej veľkosti pomalý, hoci sa búrky pomaly organizovali. Od 18. októbra a počas nasledujúceho dňa prešla Wilma explozívnym prehlbovaním nad otvorenými vodami Karibiku; v priebehu 30 hodín klesol stredný atmosférický tlak systému z 982 mbar (29,00 inHg) na rekordne nízku hodnotu 882 mbar (26,05 inHg), pričom vietor zosilnel na 185 mph (300 km/h). V najsilnejšej fáze malo dierovité oko hurikánu Wilma priemer približne 5 km (3 míle), čo je najmenšie známe oko atlantického hurikánu. Po odumretí vnútorného oka v dôsledku cyklu výmeny očnej steny Wilma zoslabla na kategóriu 4 a 21. októbra dosiahla pevninu na ostrove Cozumel a na mexickej pevnine s rýchlosťou vetra približne 240 km/h.

Wilma zoslabla nad polostrovom Yucatán a dosiahla južnú časť Mexického zálivu, potom sa zrýchlila smerom na severovýchod. Napriek narastajúcemu strihu vetra hurikán opäť zosilnel a zasiahol mys Romano na Floride ako silný hurikán. Wilma zoslabla, keď rýchlo prešla cez štát a vstúpila do Atlantického oceánu pri meste Jupiter na Floride. Hurikán opäť zosilnel, kým do vnútorného jadra konvekcie prenikol studený vzduch a strih vetra. Dňa 26. októbra sa zmenil na extratropickú cyklónu a nasledujúci deň boli zvyšky Wilmy pohltené ďalšou extratropickou búrkou nad Atlantickým oceánom v Kanade.