巴德在威爾遜山天文臺(tái)工作期間，與美國(guó)天文學(xué)家弗里茨·茲威基和埃德溫·哈勃一道合作研究超新星和星系。威爾遜山天文臺(tái)擁有當(dāng)時(shí)世界上口徑最大的100英寸(2.5米)望遠(yuǎn)鏡。巴德利用2.5米望遠(yuǎn)鏡首次在仙女座星系的內(nèi)部分解出單個(gè)恒星。他還提出了星族的概念：一類是年輕的恒星，主要分布在星系的旋臂中，稱為星族Ⅰ。另一類是年老的恒星，分布在星系的中央?yún)^(qū)和暈的球狀星團(tuán)中，稱為星族Ⅱ。

　　二戰(zhàn)結(jié)束后，巴德進(jìn)入帕洛瑪天文臺(tái)，使用帕洛瑪天文臺(tái)新的200英寸(5米)望遠(yuǎn)鏡繼續(xù)進(jìn)行研究。他發(fā)現(xiàn)兩個(gè)星族各自有其獨(dú)特的造父變星族，星族Ⅰ造父變星和星族Ⅱ造父變星不同的周光關(guān)系。巴德得出了新的周光曲線；在這條曲線上，證明了一定周期的恒星會(huì)更加明亮。這意味著，如果仙女座星系旋臂中的藍(lán)白造父變星真是看起來(lái)那樣暗，這星系的距離就一定比哈勃以為的遠(yuǎn)得多。仙女座星系不是800，000光年遠(yuǎn)，而是超過(guò)2，000，000光年以外。

　　哈勃第一次試圖測(cè)定仙女座星系的距離，將星族Ⅱ造父變星的周光關(guān)系錯(cuò)誤地應(yīng)用到了仙女座星系星族Ⅰ造父變星身上，得到的結(jié)果是80萬(wàn)光年。巴德利用正確的周光關(guān)系重新計(jì)算了仙女座星系的距離，得到了200萬(wàn)光年的結(jié)果。這意味著幾乎所有利用紅移測(cè)量距離的星系都比先前的估算遠(yuǎn)了一倍多，這也令當(dāng)時(shí)人們對(duì)宇宙年齡的估計(jì)值由20億年增加到50億年，解決了地球年齡比宇宙年齡還要老的疑難。

　　1948年巴德發(fā)現(xiàn)了小行星伊卡魯斯；它的軌道伸到離太陽(yáng)大約三千萬(wàn)公里以內(nèi)，比水星還近，因而是已知最靠近太陽(yáng)的小行星。顯然，如同柯伊伯和尼科爾森也曾指出的那樣，在太陽(yáng)系內(nèi)，新的發(fā)現(xiàn)還有待于人們?nèi)プ鳎�縱然巴德以一種溫厚的輕蔑口吻把小行星稱作“天空的害蟲(chóng)”。此外，巴德還發(fā)現(xiàn)了10顆小行星。為紀(jì)念這位天文學(xué)家，第1501號(hào)小行星、月球上的一座環(huán)形山、一條月谷、以及麥哲倫望遠(yuǎn)鏡其中之一都以他的名字“巴德”命名。

　　——1920年巴德對(duì)小行星爾谷作出了有趣的發(fā)現(xiàn)。它的軌道一直伸到土星軌道以外，它是當(dāng)時(shí)以及現(xiàn)在已知最遠(yuǎn)（1977年發(fā)現(xiàn)的在土星與天王星之間的一顆小行星大概是最遠(yuǎn)的）的小行星。

　　——1948年巴德發(fā)現(xiàn)了小行星伊卡魯斯；它的軌道伸到離太陽(yáng)大約三千萬(wàn)公里以內(nèi)，比水星還近，因而是已知最靠近太陽(yáng)的小行星。

　　——1942年用巴德100英寸望遠(yuǎn)鏡對(duì)仙女座星系詳細(xì)進(jìn)行研究，他注意到，這個(gè)星系內(nèi)區(qū)最亮的恒星不是藍(lán)白色，而是微紅色。巴德覺(jué)得有兩組恒星，它們有不同的結(jié)構(gòu)和歷史。他把星系外圍的星叫做第一星族，內(nèi)區(qū)微紅色的星叫做第二星族。第一星族的恒星比較年青，是從旋臂充滿塵埃的環(huán)境中產(chǎn)生出來(lái)的。第二星族的恒星是年老的，是在星系核沒(méi)有塵埃的區(qū)域產(chǎn)生的。

　　——巴德1952年得出了新的周光曲線；在這條曲線上，證明了一定周期的恒星會(huì)更加明亮。這意味著，如果仙女座星系旋臂中的藍(lán)白造父變星真是看起來(lái)那樣暗，這星系的距離就一定比哈勃以為的遠(yuǎn)得多。仙女座星系不是800，000光年遠(yuǎn)，而是超過(guò)2，000，000光年以外。我們自己的星系決不是一個(gè)比所有其它星系大得多的特大號(hào)，而是普通尺碼。比如說(shuō)，它就比仙女座星系小。