Tam, dzięki swemu kierownikowi Theodorowi Engelmannowi, który w tym okresie interesował się szczególnie zagadnieniami rytmu serca, zdobył najnowszą wiedzę naukową w tej dziedzinie oraz zapoznał się z technikami i urządzeniami służącymi w badaniach.
W 1891 roku Wenckebach musiał porzucić karierę naukową z przyczyn ekonomicznych. Rozpoczął wówczas praktykę wiejskiego lekarza w Herleen. Pod jego opieką pozostawał między innymi miejscowy dom opieki, u którego pensjonariuszy często odnotowywał zaburzenia rytmu serca. W swoich obserwacjach zwrócił między innymi uwagę na występowanie przerwy wyrównawczej po skurczu dodatkowym, co wcześniej wraz z Engelmannem obserwował jedynie w warunkach eksperymentalnych badając serce żaby.
W roku 1896 Wenckebach powrócił do Utrechtu gdzie, obok praktyki lekarskiej, pracował w szpitalu Bartholomeus Gasthuis. Podjął też działalność naukową w laboratorium fizjologicznym uniwersytetu. Publikował prace z zakresu badań nad rytmem serca i tętnem. Jednym z ważniejszych jego dokonań w tym okresie było wykazanie, że skurcze dodatkowe, jakie wywoływano w badaniach eksperymentalnych u zwierząt, mogą występować samoistnie także u ludzi.