Na de HBS maakte Jan Wils een aantal reizen, werkte in het bedrijf van zijn vader en ging bouwkunde in Delft studeren. Hij ontwierp woningen en deed mee aan een aantal prijsvragen. Dat bracht hem in contact met de beroemde Berlage, voor wie hij ging werken. Onder zijn invloed ging Wils ook interieurs ontwerpen.
Na een ontmoeting met Theo van Doesburg raakte hij geïnteresseerd in de ideeën van De Stijl. In 1918 werd dat zichtbaar in zijn ontwerp voor het hotel De Dubbele Sleutel in Woerden, een van de eerste gebouwen volgens de overtuigingen van kunstenaars uit die stroming. Juist over het hotel in Woerden kreeg Jan Wils onenigheid met Van Doesburg, met als gevolg dat Wils De Stijl verliet.
Wils werd gerekend tot de Nieuwe Haagse School, die sterk beïnvloed werd door de Amerikaanse architect Frank Lloyd Wright. Wils was onder meer betrokken bij het Olympisch Stadion in Amsterdam en het Feijenoordstadion in Rotterdam. Ook internationaal werd Wils beroemd. Hij overleed in 1972 in Voorburg.