Podążając za przykładem Carla Linnaeusa, Willan podjął próbę taksonomicznej klasyfikacji chorób skóry, opisując liszajec, toczeń, łuszczycę, twardzinę, ichtiozę, grzybicę i pęcherzycę. Portret Willana przez wiele lat był reprodukowany na okładce British Journal of Dermatology. Willan i Bateman, pracując razem, podjęli pierwszą na świecie próbę sklasyfikowania chorób skóry z anatomicznego punktu widzenia.

W 1790 roku Willan otrzymał Złoty Medal Fothergilla od Towarzystwa Medycznego w Londynie za swoją klasyfikację chorób skóry. W tym samym roku opublikował konto zatytułowane „A Remarkable Case of Abstinence”, który szczegółowo przypadek młodego Anglika, który zmarł w 1786 roku pościć przez 78 dni – jeden z najwcześniejszych rachunków zaburzeń odżywiania u mężczyzn.

Kopia jednej z jego prac został przetłumaczony na język niemiecki i opublikowany w Breslau w 1799 roku. Angielska wersja została utracona.

W 1798, Willan opisał choroby zawodowej łuszczycy diffusa, która wpływa na ręce i ramiona piekarzy, a w 1799 po raz pierwszy opisał wysypkę rumieniową dzieciństwa znany jako erythema infectiosum.

Książka Willana z 1808 roku, On Cutaneous Diseases, jest kamieniem milowym w historii dermatologii i ilustracji medycznej i zawiera pierwsze użycie słowa „lupus” do opisania gruźlicy skórnej.

Jego badanie wody siarkowej w Croft-on-Tees, opublikowane w 1782 roku w Londynie, zostało niedawno ponownie opublikowane.

.