Comenzó su carrera como ingeniero pero luego se orientó hacia la geología tomando parte en expediciones que lo llevaron por el mundo, incluso a China.Más tarde actuó como consultante, realizó experimentos científicos y se involucró en actividades conservacionistas y tuvo un papel destacado en la creación del Parque nacional del Monte Rainier en 1899.[2] En 1910 viajó a la Argentina, en compañía del antropólogo Ales Hrdlicka, y fue invitado por el gobierno de la Argentina a realizar un estudio geológico en regiones semiáridas del norte de la Patagonia y en la parte oriental de los Andes, con Willis como director y Emilio Frey como su representante argentino y topógrafo.Planteó la posibilidad de crear un polo industrial en el Nahuel Huapi aprovechando la energía hidroeléctrica.[4] Escribió memorias sobre sus trabajos y viajes: Un Yankee en la Patagonia y Friendly China: Two Thousand Miles Afoot Among the Chinese, publicado por Stanford University Press el año de su muerte, 1949.
Comisión de Estudios Hidrológicos. Bailey Willis junto a Emilio Frey