Fra 1800 til 1811 foretok Wahlenberg flere naturvitenskapelige reiser i Sverige og Skandinavia for øvrig. I årene 1811–1814 reiste han flere ganger i Sentral-Europa. Fra 1815 til 1820 hadde han underordnede akademiske stillinger i Uppsala, og fra 1829 til 1851 fikk han en overordnet stilling som professor. Han ble naturforskeren Carl von Linnés (1707–1778) etterfølger ved å føre tradisjonen videre, dessuten ble Wahlenberg fakultetsmedlem.