Wilmes trat 1969 in die SPD ein.
Er war viele Jahre Gründungs- und Vorstandsmitglied des SPD-Ortsvereins Möhnesee.
Karl Heinrich Wilmes war 40 Jahre (1969-2009) Ratsmitglied der Gemeinde Möhnesee und arbeitete unter anderem im Haupt-, Finanz- und Umweltausschuss mit.
Zuletzt war er im Rechnungsprüfungsausschuss tätig.
Er setzt sich in etlichen Aufsichtsgremien und Vereinen für die Menschen und das Gemeindeleben vor Ort ein.