Zmarł wkrótce po przeprowadzce do nowego domu.

Praca naukowa Podczas pracy w szpitalu w Birmingham zauważył, że u pacjenta z obrzękiem spowodowanym zastoinową niewydolnością serca zdrowie znacznie poprawiło się po zażyciu tradycyjnego leku ziołowego zawierającego mieszankę 20 ziół. Withering stwierdził, że w mieszance istotne działanie lecznicze miała tylko naparstnica. Lecznicze działanie naparstnicy znane było od dawna, ale Withering dokonał jego naukowego opracowania. Wyizolował z niej czynną substancję o nazwie digitoksyna i stwierdził, że wysuszone i sproszkowane liście naparstnicy są 5 razy skuteczniejsze od świeżych. Opisał jej działanie lecznicze i skutki uboczne na 163 pacjentach i opublikował wyniki badań.

Jego studia w dziedzinie geologii i chemii były nie mniej znane. Badał skład chemiczny margli, spontaniczną łatwopalność pewnego związku manganu i metody rozpuszczania tlenków arsenu. Praca nad arszenikiem była odpowiedzią na prośbę Thomasa Fowlera, który był w trakcie opracowywania liquor arsenicalis, później stosowanego z dobrym skutkiem w leczeniu chorób skóry (do czasu aż ujawniła się jego długotrwała toksyczność). Zajmował się badaniem ciężkiej rudy z Alston Moor w Cumberland, zwanej Terra Ponderosa. Przeprowadził na niej szereg eksperymentów i stwierdził, że zawierała jakąś nieznana substancję.