I 1889 flyttet Spillman til Oregon der han underviste ved Oregon State Normal School (senere Western Oregon University) i Monmouth. I 1894 ble han invitert til Washington Agricultural College and School of Science i Pullman i delstaten Washington, for å undervise i jordbruksfag. Spillman etablerte et viktig program for dyrking og foredling av hvete. Han anvendte genetikk og gjennomførte forsøk for å utvikle den hveten som passet best for bøndene som bodde i forsøksområdet, Palouse. Samtidig begynte han å konsentrere seg om jordbrukets økonomi og driftsmetodologi. Det var i Pullman at han ved sine eksperimenter gjenoppdaget Mendels arvelover; han spilte så en vesentlig rolle i å gjøre dem kjent i akademia og blant jordbrukere i USA. Hans oppdagelse ble publisert i november 1901 i hans skrift. Hans ansettelse i 1902 i det amerikanske landbruksministerium ga dette et bredt nedslagsfelt og stort gjennomslag.