1951 war Spilhaus als „Scientific Director of Weapons Effects“ an zwei Kernwaffentests in Nevada beteiligt. 1954 bis 1958 vertrat er die USA im Exekutivrat der UNESCO. Er wurde von Präsident John F. Kennedy zum Verantwortlichen für die Wissenschaftsausstellung auf der Weltausstellung in Seattle 1962 ernannt. In Anlehnung an die sogenannten „land-grant colleges“ entwickelte er das Konzept der „Sea-grant colleges“, einem Zusammenschluss von Hochschulen, die an der Erforschung der Meere beteiligt sind. Er war Mitglied des National Science Boards der Vereinigten Staaten. 1970 wurde er zum Präsidenten der American Association for the Advancement of Science gewählt.