er Forsker 1 og leder for Forskningsgruppen for Øst-Europa og Asia ved Norsk utenrikspolitisk institutt (NUPI). Hun har doktorgrad i statsvitenskap og arbeider med russisk innenriks- og utenrikspolitikk, radikalisering av islam i Eurasia og kritiske sikkerhetsstudier.
De to Tsjetsjenia-krigene etter Sovjetunionens fall og Russlands endrede forhold til Vesten er sentrale temaer i Wilhelmsens forskning. Wilhelmsen var i 2012-2016 medredaktør for tidsskriftet Internasjonal Politikk og er en aktiv deltaker i den offentlige debatten om internasjonal politikk. Hun mottok Skjervheimprisen i 2020 og Klassekampens Neshornpris i 2022 for sitt bidrag til den utenrikspolitiske debatten. Fritt Ords pris 2023 – Fritt Ord ble tildelt Wilhelmsen ‘for å ha vist betydningen av ytringsmot og utøving av akademisk ytringsfrihet i praksis’. I 2014-2015 var Wilhelmsen medlem av regjeringens ekspertgruppe for forsvaret av Norge. Fra 2019 til 2021 var hun en av ekspertene i Cooperative Security Initiative (CSI), som ble initiert for å skape nye ideer og oppmerksomhet rundt sikkerhetssamarbeid og multilateralisme gjennom OSSE.