Mantendría un puesto en el laboratorio de la Escuela Normal Superior hasta su jubilación.
A Villard también se le atribuye el descubrimiento del hidrato de argón.
Fue capaz de demostrar que la radiación restante consistía en un segundo y tercer tipo de rayos: uno de ellos era desviado por un campo magnético (como eran los familiares "rayos canales") y pudieron ser identificados por Ernest Rutherford como los rayos beta; el otro, era un tipo de radiación muy penetrante que no había sido identificada antes.
Villard era un hombre modesto y no sugirió nombre alguno para el tipo de radiación que había descubierto.
Villard definió una unidad de kerma que más tarde fue rebautizado como roentgen.