Sterowanie wielokrotne Prace Sprague’a nad układami automatyki doprowadziły do wynalezienia układów wielokrotnego sterowania w pociągach elektrycznych. Silniki napędowe mogły się znajdować w poszczególnych wagonach lub w kilku lokomotywach i być sterowane z jednego miejsca przez jednego maszynistę. Rozwiązanie zostało zastosowane po raz pierwszy w 1898 r. na linii miejskiej South Side Elevated Railway w Chicago i wkrótce zostało przyjęte na liniach metra i kolejowych na całym świecie.
Automatyczne sterowanie na kolei thumb|Lokomotywa elektryczna linii New York Central zasilana z trzeciej szyny systemu Wilgusa-Sprague’a Od 1896 do 1900 r. Sprague pracował nad elektryfikacją linii kolejowej New York Central Railroad. Zaprojektował wtedy systemy automatycznego sterowania pociągami i sygnalizacji. Dla realizacji tego zadania założył przedsiębiorstwo Sprague Safety Control & Signal Corporation. Wraz z Wiliamem Wilgusem opracował jeden z systemów zasilania składów elektrycznych za pomocą trzeciej szyny.
W czasie pierwszej wojny światowej pracował dla U.S. Navy, opracowywał zapalniki dla bomb lotniczych i głębinowych.