Wilson, som sjungit alltifrån r&b till jazz och funk, har genom åren varit nominerad till sju amerikanska Grammys, och vunnit tre av dem. Den senaste fick hon 2007 för sitt jazzalbum Turned to Blue.
Hon dog i sitt hem i Kalifornien under torsdagen, efter en lång tids sjukdom, rapporterar Reuters.
Nancy Wilson föddes i Ohio och sjöng från början r&b, men utmärkte sig senare med sina jazzballader.
1959 släppte hon sitt första album Like in Love, som snabbt blev en stor succé. Under 60-talet hamnade hennes musik ofta högt upp på Billboardlistan.
Hennes karriär sträckte sig över fem decennier.
”Magisk artist”
En av dem som nu sörjer Wilson är sångaren John Legend.
”Hon var en magisk artist. Jag är så tacksam över att jag fick möjlighet att tillbringa tid med henne och få höra hennes röst personligen”, skriver han på Twitter.