分析晶体结构的新学术领域。这项技术的应用为稍后DNA双螺旋结构的发现奠定了基础。正是由于这项成就，1915年父子两人一同被授予诺贝尔物理学奖。
伦敦大学学院时期.1915年，威廉·布拉格被伦敦大学学院聘为奎恩物理教授，但受第一次世界大战的影响，他直到战争结束后才开始工作。战争期间，他主要为英国政府服务，进行潜艇探测的研究。1918年，他回到伦敦，担任海军司令部的顾问。恢复在大学的工作后，他主要从事的研究仍然是晶体结构分析。
皇家研究所时期.1923年起，他