Dorobek naukowy Prace badawcze Wanda Mejbaum-Katzenellenbogen prowadziła głównie w dziedzinach biochemii i analityki biochemicznej, w większości na Uniwersytecie. W swoich badaniach opracowała oryginalne metody analityczne dotyczące oznaczania pentoz, białek, alkilorezorcynoli, garbników i glikoprotein w preparatach biologicznych. Rozpoczęła także prace nad strukturą i funkcją makrocząsteczek. Interesowała się enzymami proteolitycznymi i ich inhibitorami z tkanek zwierzęcych oraz roślinnych, a także udziałem białek w strukturze i funkcji DNA i polisacharydów. W następnych latach badania w tych i innych kierunkach, jak badania związków fenolowych oraz glikoprotein, były kontynuowane przez jej uczniów.
Wynalazła, później znaną jako „metoda wrocławska”, praktyczną i tanią turbidymetryczną metodę oznaczania białek z użyciem taniny, która umożliwiła pracę słabo wyposażonym klinicznym pracowniom analitycznym i naukowym. Inną opracowaną przez nią metodą było zagęszczanie białek i glikoprotein za pomocą taniny i kofeiny, co ułatwiało izolację tych makrocząsteczek z płynów ustrojowych. Mejbaum-Katzenellenbogen zbadała także endogenną funkcję orozomukoidu w surowicy ludzi zdrowych i chorych, co pozwoliło na odkrycie jego interakcji z immunoglobulinami.