Pracował tam do 1950 roku, kiedy zaproponowano mu stanowisko adiunkta na Uniwersytecie w Chicago. Potem w 1953 r. został wykładowcą na Uniwersytecie Harvarda, a w 1957 – profesorem nadzwyczajnym Massachusetts Institute of Technology. Tam poznał późniejszego wieloletniego pracownika, Ronalda Malzacka. Tytuł profesora uzyskał w 1960 r.
W dwa lata później z inicjatywy Malzacka, napisali artykuł o bramkowej teorii bólu, opublikowany w „Brain”; według Walla przeczytały go jakieś trzy osoby. Po korektach i rozszerzeniach opublikowali go ponownie jako Pain Mechanisms: a new theory (Mechanizmy bólu: nowa teoria) w „Science” w 1965 roku, gdzie przyciągnął szerszą uwagę, głównie nacechowaną negatywnie. Spojrzano nań inaczej po współpracy Walla z Billem Sweetem przy produkcji przezskórnego stymulatora nerwów. Urządzenie działało, potwierdzając opisaną teorię, a Wall zyskał uznanie.
W 1965 roku opublikował powieść sensacyjną TRIO – The Revolting Intellectuals’ Organisation (TRIO – Organizacja Zbuntowanych Intelektualistów).
Pełnił funkcję kierownika ds.