La seva obra Grundzüge einer Theorie der phylogenetischen Systematik, va ser publicada el 1950. Va sortir en un moment en què hi havia molt d'interès per aquestes qüestions; en aquells moments s'estaven desenvolupant, amb èxit divers, eines tècniques i metodològiques de la sistemàtica, per autors com R. R. Sokal o W. H. Wagner Jr. Va acabar d'influir poderosament en la comunitat científica després que es publiqués el 1966Phylogenetic Systematics, una versió revisada en anglès.
La influència de l'obra de Hennig ha estat immensa i fructífera, donant origen a una escola dintre de la Biologia Sistemàtica, la cladista, que ha estat en el centre del desenvolupament subsegüent de l'anàlisi filogenètica. Al seu torn, la disponibilitat de filogènies apropiades per a una adequada aplicació del mètode comparatiu, és un dels fonaments de l'actual fase de desenvolupament en Biologia.
Die Schlangengattung Dendrophis.in: Zoologischer Anzeiger. 99.1932, 273-297 (gemeinsam mit W. Meise)
Revision der Gattung Draco (Agamidae). in: Temminckia. 1.1936, 153-220
Beziehungen zwischen geographischer Verbreitung und systematischer Gliederung bei einigen Dipterenfamilien: ein Beitrag zum Problem der Gliederung systematischer Kategorien höherer Ordnung. in: Zoologischer Anzeiger. 116.1936, 161-175
Probleme der biologischen Systematik. in: Forschungen und Fortschritte. 21/23.1947, 276-279
Die Larvenformen der Dipteren. 3 Bde. Akademie-Verlag, Berlin 1948-1952
Grundzüge einer Theorie der phylogenetischen Systematik. Deutscher Zentralverlag, Berlin 1950
Kritische Bemerkungen zum phylogenetischen System der Insekten. Beiträge zur Entomologie. Bd 3 (Sonderheft). 1953, 1-85
Hennig, W. 1965. Phylogenetic Systematics. Ann. Rev. Entomol.10, 97-116.
Phylogenetic Systematics. (tr. D. Davis and R. Zangerl), Univ. of Illinois Press, Urbana 1966, reprinted 1979, ISBN 0-252-00745-X
Die Stammesgeschichte der Insekten. Waldemar Kramer & Co., 1969
„Cladistic analysis or cladistic classification?" A reply to Ernst Mayr. in: Syst. Zool. 24.1974, 244-256
Aufgaben und Probleme stammesgeschichtlicher Forschung. Paul Parey, Berlin 1984
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Schmitt, M.: Willi Hennig als akademischer Lehrer. P. 53-64 in: Schulz, J. (ed.): Fokus Biologiegeschichte. Zum 80. Geburtstag der Biologiehistorikerin Ilse Jahn. Akadras, Berlin 2002. ISBN 3-00-009209-9
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Vogel, J., Xylander, W.R.: Willi Hennig - Ein Oberlausitzer Naturforscher mit Weltgeltung. Recherchen zu seiner Familiengeschichte sowie Kinder- und Jugendzeit. Berichte der naturforschenden Gesellschaft Oberlausitz. 7/8.1999, 131-141. ISSN 0941-0627