Serben, som är på jakt efter sin åttonde titel i den anrika Grand slam-turneringen, dominerade de två första seten som han vann 6-3, 6-1.
I set nummer tre spelade dock Wawrinka upp sig betydligt och höll jämna steg med Djokovic. Ingen av dem lyckades bryta den andres serve och setet fick därmed avgöras i tiebreak.
Där visade Djokovic, som under säsongen varit snudd på klinisk i tiebreaks, upp en något mänskligare sida och bjöd på ett par misstag av enklare sort. Men till slut red den 23-faldige Grand slam-mästaren ut stormen och vann därmed matchen i raka set med slutsiffrorna 6-3, 6-1, 7-6(5).
Segern över Wawrinka innebär att Djokovic nu vunnit 31 Wimbledon-matcher i rad. Den som vill hitta hans senaste förlust på gräset i London får gå tillbaka ända till 2017, när han var tvungen att dra sig ur kvartsfinalen mot tjecken Tomas Berdych till följd av en armbågsskada.
På söndag spelar Djokovic sin nästa match. Där väntar den 18-rankade polacken Hubert Hurkacz, som tidigare under fredagen slog Lorenzo Musetti.