พล.อ.วิลาศ เข้ารับราชการทหารม้า สังกัดกองทัพบก เคยดำรงตำแหน่งเป็นรองแม่ทัพน้อยที่ 1 เป็นผู้บัญชาการกองพลทหารม้าที่ 2 รักษาพระองค์ เป็นผู้ช่วยเสนาธิการทหารบกฝ่ายการข่าว และตำแหน่งสุดท้ายคือ ผู้ทรงคุณวุฒิพิเศษกองทัพบก ก่อนจะเกษียณอายุราชการในปี พ.ศ. 2556[9] ต่อมาในปี พ.ศ. 2557 ได้รับแต่งตั้งเป็นที่ปรึกษารองหัวหน้าฝ่ายเศรษฐกิจ[10] คณะรักษาความสงบแห่งชาติ (คสช.) และสมาชิกสภานิติบัญญัติแห่งชาติ ในปี พ.ศ. 2557 ภายหลังการยึดอำนาจการปกครองประเทศของคณะรักษาความสงบแห่งชาติ เมื่อวันที่ 22 พฤษภาคม พ.ศ. 2557 ต่อมาในเดือนกันยายนของปีเดียวกัน ได้รับแต่งตั้งเป็นเลขาธิการนายกรัฐมนตรี[11][12]

วันที่ 18 พฤษภาคม 2558 พลเอกวิลาศ ได้รับการแต่งตั้งให้เป็นปฏิบัติหน้าที่โฆษกรัฐบาลอีกตำแหน่งหนึ่งแทนร้อยเอก นายแพทย์ ยงยุทธ มัยลาภ ที่ได้ยื่นหนังสือลาออกไปด้วยเหตุผลสุขภาพ