След седем години в Швейцария, Willstätter се върна в Германия през 1912 г., за да заеме позиция като професор в Кайзер Вилхелм институт Химия в Берлин-Dahlem. Той преподава в университета, от 1912 до 1916 г. Там той е изследване на антоцианини, групата на пигменти, оформен в клетка соковете на растенията, направих Произвежда дълбоко червено, синьо, лавандула, и лилави цветове на листенца, листа, корени, или плодове. Цветовете видян през есента листата се произвеждат от антоцианини. Willstätter научил направих нюанси на цвета в група от цветя са произведени от само три антоцианини с леки химични различия. След края на Първата световна война (1914-1918), той на изследваните ензими, вещества се ускоряват химическите реакции в живите организми. Той наистина се оказа ензими са химични вещества, а не биологични организми.
разследвания на ензимите, участващи в фотосинтезата Willstätter му служат за основа на много по-късни открития в съвременната биохимия. Нобеловият комитет удостоен с Нобелова награда през Willstätter с химия през 1915 г. за изследванията си върху хлорофил и други растителни пигменти.
През 1916 г. се завръща в Willstätter Мюнхенския университет. През 1924 г., обаче, той подаде оставка от поста си в университета в лицето на антисемитска налягане. До 1938 г., антисемитски мерки в нацистка Германия са станали сериозни. През 1939 г. е трябвало да бягат Willstätter, губи повечето от своята собственост. Той емигрира в Швейцария и се премества в Локарно. Там той пише автобиографията си, От My Life (От My Life), публикуван през 1949 г. след смъртта му.
Willstätter спечели Дейви медал на Кралския общество на Лондон през 1932 г. Той е бил външен член на Royal общество на Лондон и проведе почетни степени от няколко университета отгоре. Умира на 03 август, 1942 в Локарно, Швейцария.