中子散射研究，他于1938年获得物理学博士学位。由于当时可用的计算方法有限，这项研究在鲁道夫·穆斯堡尔在1958年发现梅斯堡效应之前未受重视。他从事核子理论、雷射物理和量子力学研究。威利斯·兰姆于1956年至1962年在牛津大学担任物理学教授，并在耶鲁大学、哥伦比亚大学、史丹福大学和亚利桑那大学任教。他于1963年当选美国艺术与科学学院院士。
量子物理学.除了通过兰姆移位对量子电动力学的重要和着名的贡献之外，在他职业生涯的后半部分，他越来越关注量子测量领域。 在他的一篇着作中，