I likhet med Carl von Linné försökte Willan göra en taxonomisk klassificering av hudsjukdomar och beskrev impetigo, lupus, psoriasis, sklerodermi, ichtyos, sykokos och pemphigus. Willans porträtt återgavs på omslaget till British Journal of Dermatology under många år. Willans och Batemans samarbete gav världens första försök att klassificera hudsjukdomar ur anatomisk synvinkel.

1790 fick Willan Fothergill Gold Medal från Medical Society of London för sin klassificering av hudsjukdomar. Samma år publicerade han en redogörelse med titeln ”A Remarkable Case of Abstinence”, som beskrev fallet med en ung engelsman som dog 1786 efter att ha fastat i 78 dagar – en av de tidigaste redogörelserna för ätstörningar hos män.

En kopia av ett av hans verk översattes till tyska och publicerades i Breslau 1799. Den engelska versionen har gått förlorad.

1798 beskrev Willan yrkessjukdomen psoriasis diffusa, som drabbar bagares händer och armar, och 1799 beskrev han för första gången det exanthematösa utslag hos barn som kallas erythema infectiosum.

Willans bok On Cutaneous Diseases från 1808 är en milstolpe i dermatologins och den medicinska illustrationens historia och innehåller det första användandet av ordet ”lupus” för att beskriva hudtuberkulos.

Hans studie av svavelvattnet vid Croft-on-Tees, som publicerades 1782 i London, har nyligen återutgivits.