W 1935 roku Watt został poproszony o skomentowanie doniesień o niemieckim promieniu śmierci opartym na radiu. Watt i jego asystent Arnold Wilkins szybko ustalili, że nie jest to możliwe, ale Wilkins zasugerował wykorzystanie sygnałów radiowych do lokalizowania samolotów na dużych odległościach. Doprowadziło to do demonstracji w lutym 1935 roku, podczas której sygnały z nadajnika krótkofalowego BBC zostały odbite od samolotu Handley Page H.P.50. Watt kierował rozwojem praktycznej wersji tego urządzenia, które weszło do służby w 1938 roku pod kryptonimem Chain Home. System ten dostarczał istotnych informacji z wyprzedzeniem, które pomogły Królewskim Siłom Powietrznym w bitwie o AnglięWatson-Watt, Sir Robert; The Pulse of Radar, Dial Press, 1959..
Po sukcesie swojego wynalazku, Watt został wysłany do Stanów Zjednoczonych w 1941 roku, aby doradzać w zakresie obrony powietrznej po japońskim ataku na Pearl Harbor. Po powrocie kontynuował prace nad rozwojem radarów dla War Office i Ministerstwa Zaopatrzenia. W 1942 otrzymał tytuł szlachecki Kawalera, a w 1946 został odznaczony amerykańskim Medalem za Zasługi.