Асноўныя працы Віланда па хіміі гармонаў, стэроідаў, алкалоідаў, жоўцевых кіслот, а таксама хларафілу і гемаглабіну. Высунуў (адначасова з В. І. Паладзіным) тэорыю дэгідравання, якая тлумачыць механізм акісляльных рэакцый, у тым ліку працэсаў біялагічнага акіслення.
Сачыненні
Untersuchungen über die Gallensäuren, «Hoppe-Seyler’s Zeitschrift für die physiologische Chemie», 1916—17, Bd 98, S. 59—64 (сум. з H. Sorge)
Untersuchungen über die Konstitution der Gallensäuren, там жа, 1932, Bd 210, S. 268-81; Bd 211, S. 261—274 (сум. з Е. Dane und E. Sholz)
Über den Verlauf der Oxydationsvorgänge, Stuttg., 1933;