Mimo że uważany był za bardzo dobrego nauczyciela, matematyka i fizyka, zgodnie z panującym w tamtym czasie wśród pracowników uniwersytetu trendem, aspirował do stanu duchownego. W 1834 otrzymał święcenia diakonatu, a w 1846 prezbiteratu, po czym został proboszczem kościoła św. Michała w Cambridge. W 1847 Earnshaw znacznie podupadł na zdrowiu, w związku z czym przeniósł się z powrotem do Sheffield. Został tam kapelanem Fundacji Królowej Marii (Queen Mary's Foundation). Pracował również jako nauczyciel i pomocnik w kościele parafialnym w Sheffield, ostatnią funkcję sprawując do końca swojego życia. Zmarł w wieku 83 lat w Sheffield.
Dzieła Earnshaw opublikował kilkadziesiąt książek i artykułów z matematyki i fizyki. W jego najbardziej znanym osiągnięciu – twierdzeniu Earnshawa, opublikowanym w 1839 wykazuje, że nie jest możliwe uzyskanie stabilnej lewitacji w wyniku układu sił oddziałujących w polu elektrostatycznym lub magnetostatycznym. Inne jego prace dotyczyły w fizyce optyki, zjawisk falowych, akustyki, a w matematyce trygonometrii i równań różniczkowych.