Wenckebach je připomínán především díky své práci v kardiologii. V roce 1899 podal popis nepravidelných pulzů v důsledku částečného zablokování atrioventrikulárního vedení, které vytváří postupné prodlužování doby vedení v srdeční tkáni. Tento stav byl označen jako „AV blokáda druhého stupně“ a později pojmenován jako „Wenckebachův fenomén“ a v Mobitzově práci z roku 1924 překlasifikován na blokádu Mobitzova typu I. K podobnému jevu může dojít také v sinoatriálním uzlu, kde vzniká SA blok druhého stupně I. typu, a ten je rovněž znám jako Wenckebachův blok; oba jevy však mají na EKG odlišné rysy.

Sinusový rytmus s akutním dolním infarktem komplikovaný A-V blokem I. typu se projevuje v podobě Wenckebachových period 5:4; reciprocita R-P/P-R.

Wenckebach se zasloužil o popis středního svazku vodivého systému srdce, který spojuje sinoatriální uzel s atrioventrikulárním uzlem. Tento svazek byl pojmenován Wenckebachův svazek a je znám také jako střední internodální trakt. Wenckebachův svazek je jednou ze tří internodálních drah, dalšími jsou „zadní internodální dráha“ (Thorelova dráha) a „přední internodální dráha“ (jejíž některá vlákna se promítají také do Bachmannova svazku a poté do levé síně).

Wenckebach byl prvním zastáncem používání chininu k léčbě paroxyzmální fibrilace síní.

.