茨·哈伯的领导下，在位于柏林达勒姆区的威廉皇帝研究所（现弗里茨·哈伯研究所）工作。这一工作使得他不必服正规兵役。他在那里参与武器研究，如寻找芥子毒气的合成路线，另外他也被认为是首位合成亚当氏毒气（二苯胺氯胂）的人。1913年至1921年间，他在慕尼黑工业大学任职教授，后来转到弗莱堡大学，接替1920年因病去世的路德维希·加特曼作为教授，另外威兰也有负责编写加特曼的《有机化学实践》一书。威兰在弗莱堡大学主要研究蟾蜍毒素和胆汁酸，他也和勃林格殷格翰公司合作合成了多种生物碱，如吗啡和番木鳖碱。1925年慕