I 1806 avla Wahlenberg sin medisineksamen (doctor medicinae) og forsvarte en avhandling om medisinsk aktive stoffer i ulike deler av planter. I 1809 ble han utnevnt til adjunkt ved Kungliga Vetenskaps-Societeten i Uppsala med særlig ansvar for å ta vare på biblioteket og samlingene. I 1814 av ble han forfremmet til demonstrator innenfor botanikk (botanices demonstrator), en stilling med dårlig betaling. Imidlertid hadde han blitt internasjonalt kjent, og han hadde gitt mange bidrag innenfor botanikk.