Bislang war der 43-Jährige nur Interimstrainer, nachdem der ehemalige Chefcoach Georges Leekens im letzten Monat nach rund zwei Jahren seinen Posten geräumt und die Nachfolge von Christoph Daum bei Vize-Meister FC Brügge angetreten hatte.
"Ich bin sehr glücklich über diese wunderbare Herausforderung", sagte Wilmots nach seiner Unterschrift unter den neuen Kontrakt. Unter Leekens hatte Wilmots noch als Co-Trainer gearbeitet und nach dessen Abgang bereits bei den letzten beiden Länderspiele gegen Montenegro (2:2) und England (0:1) als Interimstrainer auf der Bank gesessen. Nach der verpassten EM-Teilnahme soll er die belgische Nationalmannschaft zur Weltmeisterschaft 2014 nach Brasilien führen.
In seiner Profikarriere hat Wilmots 138 Bundesligaspiele für Schalke 04 absolviert und mit den Königsblauen 1997 den UEFA-Pokal gewonnen.