Lambert Wilson a également étudié le répertoire de la comédie musicale américaine et a enregistré un album consacré aux grands standards du genre, Musicals (1989) chez EMI, dirigé par John Mc Glinn.En 1990, Lambert Wilson a présenté au Casino de Paris, puis en tournée en France, un spectacle musical, « Lambert Wilson Chante », mis en scène par Jean-Claude Penchenat et Bruno Fontaine à la direction musicale. Avec ce dernier, il a enregistré en 1996 un album des plus belles chansons du cinéma français (Démons et Merveilles, Virgins Classics), qui a donné naissance à un spectacle du même nom, mis en scène par Tilly  et présenté au Théâtre des Abbesses en avril 1997. Ce spectacle a été présenté dans le cadre d’une tournée en France et à l’Étranger. En 2004, il produit et interprête le spectacle musical “ Nuit Américaine “, mis en scène d’ Hélène Vincent et demande à Régis Huby de prendre la direction musicale. Ce spectacle a été présenté à la Cité de la Musique de Paris, à l’Opéra Comique et en tournée dans toute la France.Lambert Wilson a sorti en octobre 2007 son premier album de variétés, intitulé “ Loin ” (Virgin Classics). En 2010, au Théâtre du Chatelet Lambert Wilson sera distribué dans “ A Little Night Music ”, comédie musicale de Stephen Sondheim, mis en scène de Lee Blakeley.En 2016, nouvelle sortie du CD Wilson chante Montand qui sera suivi par la création d’un spectacle musical portant le même nom avec une création au TNP de Lyon Villeurbanne, une mise en scène de Christian Scharletti, à la direction musicale et arrangements Bruno Fontaine. Ce spectacle co-produit par Lambert Wilson fera l’objet d’une tournée en France durant la saison théâtrale 2017 et sera présenté au Théâtre le Trianon de Paris fin février 2017 pour trois dates puis Montréal et New-York. Ce spectacle fera l’objet d’une captation pour France Télévision.

En décembre 2006, Lambert Wilson a été dirigé sous la direction de Robert Carsen, dans la comédie musicale “ Candide ” de Léonard Bernstein. Cette comédie musicale a été présentée lors de sa création au Théâtre du Châtelet de Paris puis à la Scala de Milan en 2007. Ce spectacle a fait l’objet d’un enregistrement pour la chaîne Arte et la BBC. En 2010, Lambert Wilson interprêtera dans ce même Théâtre du Chatelet A Little Night Music de Stephen Sondheim et apparaîtra dans Singin’in the rain toujours sous le regard de Robert Carsen.Lambert Wilson a participé en sa qualité de récitant à de nombreux spectacles mêlant textes et musiques (La Sonate de Vinteuil (Proust), les Nuits (Musset), Les Lettres à Gala (Eluard) et à des oeuvres telles que Pierre et le Loup, L’Histoire du Soldat, Lélio, Manfred, Orphée, La Danse des Morts, Oedipus Rex, Le Roi David, The King and I sous la baguette de M. Rostropovitch, S. Ozawa, M.Corboz, F.Welser-Most, M.Janowski,  G.Prêtre, K.Masur, F.Layer…Lambert Wilson a enregistré : Le Roi David (Corboz/CASCAVELLE) Oedipus Rex (Welser-Most/EMI), Pierre et le Loup (Plasson/EMI) Rédemptions (Plasson/EMI) A Little Night Music (Cuneen/TRING) ainsi que Le Gendarme Incompris,  et Lélio (Ch.Dutoit/DECCA).En juin 1998, Lambert Wilson a tenu le rôle de Saint Sébastien dans “ Le Martyre de Saint Sébastien ” sous la direction de Georges Prêtre au Musikverein de Vienne, avec le Wiener Philharmoniker ainsi qu’à la Scala avec la Filarmonica della Scala en octobre 1999, puis à Paris sous la direction de Kurt Mazur au Théâtre des Champs Elysées.