Родился в селе Сыресево, ныне Дивеевского района Нижегородской области, в семье плотника-домостроителя.

В 1949 году поступил в школу фабрично-заводского обучения (ФЗО) №30 в городе Дзержинске, где получил профессию каменщика, после окончания работал в «Дзержинскпромстрой».

В 1956 году возглавил бригаду каменщиков (с 1958 года - строительно-монтажного треста № 4 «Дзержинский»).

Строителями его бригады были построены десятки многоквартирных домов на юго-западе Дзержинска, здание центрального универмага, кинотеатр «Россия», Дом книги и  Дом мебели, здание общественно-политического центра (ОПЦ, ныне - Центр развития предпринимательства ЦРП).

Явился инициатором строительного метода «поток», когда одновременно с кирпичной кладкой здания выполнялись штукатурные, плотницкие, столярные и монтажные работы, позже подхваченный другими коллективами комплексных бригад.

Звание Героя Социалистического Труда присвоено 11 августа 1966 года, по итогам выполнения семилетнего плана по капитальному строительству.

За счёт применения передовых методов труда бригада Вилкова к 1980-м годам удвоила свою производительность по сравнению с началом 60-х годов. Успешно применяя подрядный метод, его бригада стала своеобразной школой передового опыта Министерства строительства СССР.

Делегат XXII съезда КПСС (1961).

Лауреат премии Совета Министров СССР (1976) - за активное участие в реализации генерального плана застройки в городе Дзержинске.

Жил в Дзержинске, похоронен на городском кладбище.

Награды: ордена Ленина (11.08.1966); Трудового Красного Знамени (09.08.1958).

Память: в городе Дзержинске на здании ЦРП на улице Урицкого дом № 10 установлена памятная доска.