W roku 1900 został wybrany na kierownika katedry medycyny uniwersytetu w Groningen. Rok później został profesorem medycyny na tym uniwersytecie. W Groningen kontynuował badania nad zaburzeniami rytmu i przewodzenia serca. W 1903 opublikował w języku niemieckim swoje fundamentalne dzieło o zaburzeniach rytmu serca - Arythmie als Ausdruck bestimmter Funktionsstörungen des Herzens. W przetłumaczenie tej pracy na angielski i jej wydanie rok później zaangażował się osobiście szkocki pionier prac nad arytmiami James MacKenzie. Zapoczątkowało to późniejszą przyjaźń i współpracę obydwu badaczy.

W latach 1911–1914 kierował katedrą medycyny Uniwersytetu w Strasburgu, a w latach (1914-1929) - Uniwersytetu Wiedeńskiego. Klinika Wenckebacha w Wiedniu stała się miejscem odwiedzanym chętnie przez zagranicznych lekarzy chcących pogłębić swoją wiedzę o zaburzeniach rytmu serca, a zwłaszcza przez lekarzy ze Stanów Zjednoczonych. Był jednym z założycieli i redaktorów czasopisma medycznego Wiener Archiv für innere Medizin. Podczas I wojny światowej zajął się badaniami nad chorobami serca u żołnierzy, a także problematyką niedożywienia i krzywicy. W trakcie swego pobytu w Wiedniu Wenckebach cieszył się sławą konsultanta kardiologa o międzynarodowej renomie.