En la Universidad de Chicago realizó investigaciones sobre tormentas eléctricas, tornados, huracanes y tifones severos, revolucionando el conocimiento que hasta entonces se tenía de estos fenómenos.
Fujita es reconocido como un gran investigador en meteorología, pero también por haber desarrollado la escala de Fujita que describe la intensidad del tornado y liga el daño que causa con la velocidad del viento.
Fujita permaneció en la Universidad de Chicago hasta su jubilación en 1990.
Fujita también fue el primero en estudiar ampliamente el fenómeno meteorológico del estallido descendente, que puede representar un grave peligro para las aeronaves.
Su trabajo estableció que, lejos de ser eventos raros como se creía anteriormente, los tornados más poderosos estaban compuestos por múltiples vórtices.