Pada tahun 1799 Smith menghasilkan peta geologi skala besar pertama dari daerah sekitar Bath, Somerset. Sebelumnya, dia hanya tahu cara menggambar batas vertikal bebatuan, tetapi tidak tahu cara menampilkannya secara horizontal. Kemudian, di Somerset County Agricultural Society, dia menemukan peta yang menunjukkan jenis tanah dan vegetasi di sekitar Bath dan luas geografisnya. Jenis-jenis yang berbeda diberi warna. Dengan menggunakan teknik ini, Smith dapat menggambar peta geologi dari pengamatannya yang menunjukkan singkapan bebatuan. Dia mengambil beberapa jenis batuan, masing-masing dengan warnanya sendiri. Kemudian dia memperkirakan batas-batas setiap singkapan batuan, mengisinya dengan warna dan akhirnya menghasilkan peta geologi kasar.
Pada tahun 1801, ia menggambar sketsa kasar dari apa yang akan menjadi "Peta yang mengubah dunia".
Pada tahun 1815 ia menerbitkan peta geologi pertama Inggris. Simbol-simbol konvensional digunakan untuk menandai kanal-kanal, terowongan-terowongan, trem dan jalan raya, collieries, tambang timah, tembaga dan timah, bersama dengan garam dan tawas. Berbagai jenis geologi ditunjukkan dengan warna yang berbeda; peta-peta tersebut diwarnai dengan tangan. Peta ini sangat mirip dengan peta geologi modern Inggris. Dia juga menerbitkan bukunya Delineation of the strata of England pada tahun yang sama. Dalam bukunya yang lain, Strata diidentifikasi oleh fosil yang terorganisir (London 1816-1819), ia mengakui bahwa strata mengandung fosil yang berbeda. Kumpulan fosil ini dapat digunakan untuk mencocokkan batuan antar daerah. Ini menandai Smith sebagai tokoh penting dalam sejarah stratigrafi.
Pada tahun 1817 ia menggambar bagian vertikal geologi yang luar biasa dari Snowdon ke London. Sayangnya, petanya segera disalin (dijiplak) dan dijual dengan harga yang lebih rendah dari yang dia minta. Dia terjerat hutang dan akhirnya bangkrut.
Pada tanggal 31 Agustus 1819 Smith dibebaskan dari Penjara King's Bench di London, sebuah penjara debitur. Dia kembali ke rumahnya di 15 Buckingham Street untuk menemukan juru sita di pintu dan rumah serta propertinya disita. Smith kembali bekerja sebagai surveyor keliling selama bertahun-tahun. Salah satu majikannya, Sir Johnstone, mengenalinya dan mengambil langkah-langkah untuk membuatnya dihormati. Antara tahun 1824 dan 1826 ia tinggal dan bekerja di Scarborough. Di sana ia bertanggung jawab atas pembangunan Rotunda, sebuah museum geologi yang dikhususkan untuk pantai Yorkshire. Rotunda dibuka kembali sebagai 'Rotunda - The William Smith Museum of Geology', pada tanggal 9 Mei 2008.
