Stort inflytande på hans utbildning hade hans anställning som assistent hos August Kekulé i Bonn 1870 och 1872 samt vid anilinfabriken i Rummelsburg som numera är en del av Berlin. Wallach forskade inom åtskilliga områden av den organiska kemin, till exempel om kloral (1874), om amidiner (1875 och 1878), azofärgämnen (1882), oxaliner och glyoxaliner.
Efter 1884 utförde han synnerligen viktiga undersökningar inom terpenernas grupp, vilka 1909 sammanfattades i boken Terpene und Campher. Till denna grupp hör de viktigaste naturliga luktämnen, som förekommer hos blommorna och som kan avdestilleras från dessa i form av eteriska oljor. Wallach utredde dessa oljors kemi och skapade på detta sätt de vetenskapliga grunderna för konstgjord framställning av dessa ämnen.
^Aleksandr M. Prochorov (red.), ”Валлах Отто”, Большая советская энциклопедия : [в 30 т.], tredje utgåvan, Stora ryska encyklopedin, 1969, läst: 27 september 2015.[källa från Wikidata]
^Aleksandr M. Prochorov (red.), ”Валлах Отто”, Большая советская энциклопедия : [в 30 т.], tredje utgåvan, Stora ryska encyklopedin, 1969, läst: 28 september 2015.[källa från Wikidata]
