姆齐到伦敦大学学院担任化学系主任。他一生最着名的研究成果正是出自这一时期。1885年至1890年间，他发表了几篇关于氮氧化物的重要论文。这些研究为他后来更杰出的成果奠定了基础。1894年4月19日傍晚，拉姆齐参加了瑞利举办的一个讲座。瑞利此前发现用亚硝酸铵分解法得到的氮气与从空气中提取到的“氮气”具有不同的密度。瑞利与拉姆齐讨论后决定共同探索这一现象的原因。他们立即在各自的实验室里对此展开研究，并几乎每天保持联络，互相通报工作的进展情况。同年8月，拉姆齐和瑞利宣布发现氩元素。1895年，他从钇铀矿中分离