Το 1799 ο Smith δημιούργησε τον πρώτο γεωλογικό χάρτη μεγάλης κλίμακας της περιοχής γύρω από το Bath, Somerset. Προηγουμένως, ήξερε μόνο πώς να σχεδιάζει την κατακόρυφη έκταση των πετρωμάτων, αλλά όχι πώς να τα απεικονίζει οριζόντια. Στη συνέχεια, στη Γεωργική Εταιρεία της κομητείας Somerset, βρήκε έναν χάρτη που έδειχνε τους τύπους εδάφους και βλάστησης γύρω από το Bath και τη γεωγραφική τους έκταση. Οι διάφοροι τύποι ήταν χρωματισμένοι. Χρησιμοποιώντας αυτή την τεχνική, ο Smith μπόρεσε να σχεδιάσει έναν γεωλογικό χάρτη από τις παρατηρήσεις του που έδειχνε τις εμφανίσεις των πετρωμάτων. Πήρε μερικούς τύπους πετρωμάτων, ο καθένας με το δικό του χρώμα. Στη συνέχεια εκτίμησε τα όρια κάθε μιας από τις εμφανίσεις των πετρωμάτων, τα συμπλήρωσε με χρώμα και κατέληξε σε έναν ακατέργαστο γεωλογικό χάρτη.
Το 1801, σχεδίασε ένα πρόχειρο σκίτσο αυτού που θα γινόταν "Ο χάρτης που άλλαξε τον κόσμο".
Το 1815 δημοσίευσε τον πρώτο γεωλογικό χάρτη της Βρετανίας. Χρησιμοποιήθηκαν συμβατικά σύμβολα για να σημειωθούν κανάλια, σήραγγες, τραμ και δρόμοι, ανθρακωρυχεία, ορυχεία μολύβδου, χαλκού και κασσίτερου, καθώς και εργοστάσια αλατιού και στυπτηρίας. Οι διάφοροι γεωλογικοί τύποι υποδεικνύονταν με διαφορετικά χρώματα- οι χάρτες ήταν χρωματισμένοι με το χέρι. Ο χάρτης είναι εξαιρετικά παρόμοιος με τους σύγχρονους γεωλογικούς χάρτες της Αγγλίας. Την ίδια χρονιά δημοσίευσε επίσης το έργο του Delineation of the strata of England (Οριοθέτηση των στρωμάτων της Αγγλίας). Σε ένα άλλο βιβλίο του Strata identified by organized fossils (Λονδίνο 1816-1819) αναγνώρισε ότι τα στρώματα περιείχαν διακριτά απολιθώματα. Αυτά τα σύνολα απολιθωμάτων μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την αντιστοίχιση πετρωμάτων μεταξύ περιοχών. Αυτό χαρακτηρίζει τον Smith ως σημαντική προσωπικότητα στην ιστορία της στρωματογραφίας.
Το 1817 σχεδίασε μια αξιοσημείωτη γεωλογική κατακόρυφη τομή από το Snowdon μέχρι το Λονδίνο. Δυστυχώς, οι χάρτες του σύντομα αντιγράφηκαν (λογοκλοπή) και πουλήθηκαν σε τιμές χαμηλότερες από αυτές που ζητούσε ο ίδιος. Χρεώθηκε και τελικά χρεοκόπησε.
Στις 31 Αυγούστου 1819 ο Σμιθ αποφυλακίστηκε από τη φυλακή King's Bench Prison του Λονδίνου, μια φυλακή οφειλετών. Επέστρεψε στο σπίτι του στην οδό Μπάκιγχαμ 15 για να βρει έναν δικαστικό επιμελητή στην πόρτα και να κατασχέσει το σπίτι και την περιουσία του. Ο Σμιθ εργάστηκε και πάλι ως περιπλανώμενος τοπογράφος για χρόνια. Ένας από τους εργοδότες του, ο Sir John Johnstone, τον αναγνώρισε και έλαβε μέτρα για να του αποδώσει τον σεβασμό που του άξιζε. Μεταξύ 1824 και 1826 έζησε και εργάστηκε στο Σκάρμπορο. Εκεί ήταν υπεύθυνος για την οικοδόμηση της Ροτόντα, ενός γεωλογικού μουσείου αφιερωμένου στις ακτές του Γιορκσάιρ. Η Ροτόντα επαναλειτούργησε ως "Rotunda - The William Smith Museum of Geology", στις 9 Μαΐου 2008.
