W dzieciństwie uczył się gry na wiolonczeli. Podczas wojny walczył jako żołnierz podziemnej Armii Krajowej i był uczestnikiem Powstania Warszawskiego w 1944. Po wojnie studiował dyrygenturę w Państwowej Wyższej Szkole Muzycznej w Łodzi u Zdzisława Górzyńskiego i Włodzimierza Ormickiego oraz w Państwowej Wyższej Szkole Muzycznej w Warszawie. Studia dyrygenckie kontynuował u Waleriana Bierdiajewa. Od 1946 był wiolonczelistą w Orkiestrze Państwowej Filharmonii w Łodzi i orkiestrze operowej w Warszawie. W latach 1950-51 pełnił funkcję dyrygenta Państwowej Filharmonii w Krakowie, w latach 1954-57 – dyrygenta Państwowej Filharmonii w Poznaniu. W latach 1957-71 zajmował stanowisko dyrektora i kierownika artystycznego Filharmonii w Szczecinie. W 1978 założył Filharmonię w Wałbrzychu i do 2005 był jej dyrektorem naczelnym oraz artystycznym.
Dyrygował ponad 1600 koncertami w 24 krajach Europy, Azji i Ameryki. Od 1968 komponuje. Jego utwory były wykonywane w 14 krajach Europy, Azji i Ameryki. Zajmuje się także popularyzacją muzyki w radiu i telewizji (przygotował około 100 audycji) oraz dziennikarstwem nie tylko muzycznym (napisał ponad 400 artykułów i felietonów).
Józef Wiłkomirski jest laureatem wielu nagród i odznaczeń państwowych, m.in. otrzymał Złotą Odznakę "Gryfa Pomorskiego" (1960), Nagrodę Muzyczną Szczecina (1961), Krzyż Kawalerski Orderu Odrodzenia Polski (1963), Odznakę "Zasłużony Działacz Kultury" (1967), nagrodę za upowszechnianie kultury (1970), Krzyż Oficerski Orderu Odrodzenia Polski (1979), Nagrodę Miasta Wałbrzycha (1979, 1999), Nagrodę Prasy Dolnośląskiej (1982), Nagrodę Województwa Wałbrzyskiego (1983), Medal Komisji Edukacji Narodowej (1984), Warszawski Krzyż Powstańczy (1985), Order Sztandaru Pracy I klasy (1986), Odznakę "Przyjaciel dziecka" (1993), Krzyż Armii Krajowej (1995), Odznakę Weterana wojny o niepodległość (1995), Złotą Odznakę Zasłużonego Działacza Towarzystwa Przyjaciół Dzieci (1998), Krzyż Komandorski z Gwiazdą Orderu Odrodzenia Polski (1998), tytuł "Zasłużony dla powiatu wałbrzyskiego" (2005), tytuł "Zasłużony dla miasta Wałbrzycha" (2006).
We wrześniu 2006 Muzeum w Wałbrzychu zorganizowało wystawę "Józef Wiłkomirski - 80 lat życia, 60 lat pracy".
Ważniejsze kompozycje:
- Trzy szkice na harfę solo (1962)
- Trzy miniatury na flet i fortepian (1965)
- Q 65 na kwartet smyczkowy (1965)
- Improwizacja nr 1 na skrzypce i fortepian (1967)
- Sonata na wiolonczelę solo (1967)
- Kwintet dęty (1968)
- Trzy utwory na orkiestrę kameralną (1968)
- Pieśń żony wojownika na żeński głos recytujący i orkiestrę symfoniczną (1968)
- Lokomotywa na chór chłopięcy (1969)
- Koncert na harfę i orkiestrę kameralną (1969)
- Preludium "Czarnowłosa" na harfę (1969)
- Przygoda Kacperka, baśń symfoniczna na męski głos recytujący i orkiestrę symfoniczną (1969)
- Pięć preludiów na fortepian solo (1969)
- Sinfonietta nr 1 na orkiestrę (1969)
- Taniec na orkiestrę kameralną (1969)
- Toccata na dwa fortepiany (1969)
- Trzy utwory na orkiestrę smyczkową (1970)
- Uwertura koncertowa na orkiestrę (1970)
- Taniec polski na skrzypce i fortepian (1970)
- Stela 70 na orkiestrę symfoniczną (1970)
- Sinfonietta nr 2 na orkiestrę (1970)
- Nonet (1970)
- Concerto breve na smyczki (1970)
- Mała suita na wiolonczelę solo (1970)
- Marsz triumfalny na orkiestrę (1970)
- Miniaturowy temat z wariacjami na obój i fortepian (1970)
- Pan Tralaliński na chór dziecięcy (1970)
- Pieśń o szczecińskim kwietniu na chór mieszany i orkiestrę (1970)
- Pieśń rycerzy Bolesława Krzywoustego na chór mieszany i orkiestrę (1971)
- Pieśń walczącej Irlandii na orkiestrę (1971)
- Aria na skrzypce i fortepian (1971)
- Dwie piosenki na chór dziecięcy (1971)
- Preludium nr 2 "Świt w lesie" na harfę (1971)
- Ptasie radio na chór dziecięcy (1971)
- Zamek Królewski w Warszawie, suita na orkiestrę symfoniczną (1971)
- Sonata na skrzypce i fortepian (1971)
- Sonatina na flet i fortepian (1971)
- Sonata na wiolonczelę i fortepian (1971)
- Trio fortepianowe (1971)
- Baśń o królewiczu Jasnym, balet-pantomima (1972)
- E=mc na chór mieszany (1972)
- Koncert na cztery harfy (1972)
- Suita taneczna na kwartet perkusyjny (1972)
- Sonata na kontrabas i fortepian (1972)
- Suita na fortepian i małą orkiestrę (1973)
- Dwie miniatury perskie na harfę, flet i perkusję (1973)
- Dziecięcy świat, 15 łatwych utworów dla dzieci (1973)
- Bąk i konik polny na fortepian (1973)
- Concertino na fortepian i orkiestrę (1973)
- Cztery łatwe utwory na wiolonczelę i fortepian (1973)
- Groteska na ksylofon i fortepian (1973)
- Koncert na orkiestrę (1973)
- Na łące na fortepian (1973)
- Poemat żałobny na orkiestrę symfoniczną (1973)
- Siedem róż z Szyrazu na harfę (1973)
- Pięć pieśni na sopran i fortepian (1974)
- Łatwa suita na dwie altówki (1974)
- Concertino na wiolonczelę i orkiestrę (1974)
- Cztery pieśni na sopran i fortepian (1974)
- Pieśń o fladze na recytatora, chór mieszany i orkiestrę (1974)
- Sonatina na perkusję i fortepian (1974)
- Trzy pieśni Zaratusztry na harfę, flet i perkusję (1974)
- Trzy miniatury na cztery harfy (1974)
- Temat z wariacjami na klarnet i fortepian (1975)
- Sonata na skrzypce solo (1975)
- Suita kubańska na skrzypce i harfę (1975)
- Sonata na altówkę i fortepian (1975)
- Dos Rios na orkiestrę (1975)
- Kwartet na instrumenty dęte blaszane (1975)
- Kwartet smyczkowy (1975)
- Pieśni miłosne [wersja I] na sopran i fortepian (1975)
- Pieśni miłosne [wersja II] na sopran i orkiestrę (1976)
- Wrześniowy alarm na sopran, baryton, recytatora, chór i orkiestrę (1976)
- Elementy na orkiestrę symfoniczną (1977)
- Isia i kosmoskrzaty, baśń symfoniczna na głos recytujący i orkiestrę symfoniczną (1993)
- Obsesja na orkiestrę symfoniczną (1997)
- Oberek na orkiestrę symfoniczną (2001)
- Suita koncertowa na marimbę i orkiestrę kameralną (2005)
Autor: Małgorzata Kosińska, Polskie Centrum Informacji Muzycznej, Związek Kompozytorów Polskich, listopad 2002; aktualizacja: sierpień 2020.