Després d'unir-se al Partit Socialisme i Llibertat (PSOL) el 2009, va ser elegit per primera vegada a la Cambra de Diputats el 2010.[7] A les eleccions de 2014, va ser reelegit com la setena persona més votada entre els candidats a diputat federal de l'estat de Rio de Janeiro, amb vora 145.000 vots vàlids.[8] Ha estat comparat amb Harvey Milk per la seva labor com a diputat.[9]
El 2015, The Economist va classificar-lo com una de les 50 personalitats que més lluiten per la diversitat al món.[10] El 2012 i el 2015, Wyllys va ser escollit pels internautes com el millor diputat federal del Brasil pel Premi Congresso em Foco.[11] Va ser reelegit per un tercer mandat el 2018, gràcies al quocient electoral, amb 24.295 vots,[12] tot i que va decidir, després de rebre amenaces de mort, no prendre possessió del càrrec i exiliar-se a Barcelona, on s'hi va estar gairebé 4 anys i mig.[13][14][15]
Wyllys va néixer al municipi d'Alagoinhas, a l'interior de l'estat de Bahia, l'any 1974 en una família pobra.[16][17] L'any 2004, Wyllys va cursar el postgrau de Periodisme i Drets Humans a la Universitat Jorge Amado de Salvador.[18] El 2010, va esdevenir el primer diputat obertament gai del parlament brasiler, i va ser un dels parlamentaris més actius en la defensa dels drets humans, especialment en relació als drets LGBT.[19]
Wyllys va ser un dels autors del projectes de llei que tenia com a objectiu la derogació de determinats articles del Codi civil que regulaven el matrimoni, de manera que hi hagués reconeixement del matrimoni civil i unió estable entre persones del mateix sexe (PL 5120/2013) i la regulació de l'activitat de les treballadores sexuals (PL 4211/2012).[20] En el seu rol de parlamentari, sempre va ser un dels més ferms lluitadors contra el bolsonarisme i altres grups conservadors presents a la Cambra.[21][22][23][24]
El 24 de gener de 2019, Wyllys va anunciar que renunciava a optar al seu tercer mandat com a diputat federal per l'estat de Rio de Janeiro, i que deixaria de viure al Brasil, per a dedicar-se a la seva carrera acadèmica.[27] Des de l'assassinat el 2018 de la regidora i amiga Marielle Franco, Wyllys vivia amb escorta policial.[28][29] Segons les seves declaracions a Folha de S.Paulo: «la intensificació de les amenaces de mort, recurrents fins i tot abans de l'execució de Marielle, i les accions de la milícia a l'estat, m'han portat a prendre la decisió».[30][31] El Ministeri de Justícia va afirmar en un comunicat que la Policia Federal havia iniciat diverses investigacions per a esclarir les amenaces a Wyllys i que n'havia identificat un dels autors, Marcelo Valle Silveira Mello, detingut des del maig de 2018 en l'operació Bravata.[32]
El juny de 2023, Wyllys va tornar al Brasil, després de més de quatre anys residint a la capital catalana. Va ser rebut al Palau de Planalto pel president Lula. Es va saber que el d'Alagoinhas demanaria de nou escorta policial.[41][42][43]