Succesând exemplul lui Carl Linnaeus, Willan a încercat o clasificare taxonomică a bolilor de piele, descriind impetigo, lupus, psoriazis, sclerodermie, ihtioză, sicoză și pemfigus. Portretul lui Willan a fost reprodus pe coperta revistei British Journal of Dermatology timp de mulți ani. Willan și Bateman, lucrând împreună, au oferit prima încercare din lume de a clasifica bolile de piele din punct de vedere anatomic.

În 1790, Willan a primit Medalia de Aur Fothergill din partea Societății Medicale din Londra pentru clasificarea sa a bolilor de piele. În același an a publicat o relatare intitulată „Un caz remarcabil de abstinență”, care detalia cazul unui tânăr englez care a murit în 1786 după ce a ținut post timp de 78 de zile – una dintre primele relatări despre tulburările de alimentație la bărbați.

>O copie a uneia dintre lucrările sale a fost tradusă în germană și publicată la Breslau în 1799. Versiunea în limba engleză a fost pierdută.

În 1798, Willan a descris boala profesională psoriazis diffusa, care afectează mâinile și brațele brutarilor, iar în 1799 a descris pentru prima dată erupția exantematică din copilărie cunoscută sub numele de eritem infecțios.

Cartea lui Willan din 1808, On Cutaneous Diseases (Despre bolile cutanate) este un punct de reper în istoria dermatologiei și a ilustrației medicale și conține prima utilizare a cuvântului „lupus” pentru a descrie tuberculoza cutanată.

Studiul său asupra apei sulfuroase de la Croft-on-Tees, publicat în 1782 la Londra, a fost recent republicat.

.