Najbardziej znany jest ze swojej przełomowej pracy nad kwasami żółciowymi oraz wkładu w zrozumienie lipidów i pokrewnych substancji. Znacznie przyczynił się do zrozumienia sterydów i ich szlaków biochemicznych. Podczas I wojny światowej pracował nad iperytami azotowymi i środkami bojowymi , jednak później zasłynął tym, że pomagał żydowskim kolegom i studentom w ucieczce przed prześladowaniami nazistowskimi.
W 1927 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za badania nad konstytucją kwasów żółciowych i podobnych substancji.
Od 1964 roku fundacja Boehringer Ingelheim przyznaje nagrodę Heinricha Wielanda.