Nel 1799 Smith produsse la prima mappa geologica su larga scala della zona intorno a Bath, Somerset. Prima, sapeva solo disegnare l'estensione verticale delle rocce, ma non come visualizzarle orizzontalmente. Poi, nella Somerset County Agricultural Society, trovò una mappa che mostrava i tipi di suolo e di vegetazione intorno a Bath e la loro estensione geografica. I diversi tipi erano colorati. Usando questa tecnica, Smith poteva disegnare una mappa geologica dalle sue osservazioni mostrando gli affioramenti delle rocce. Prese alcuni tipi di roccia, ognuno con il suo colore. Poi stimò i confini di ciascuno degli affioramenti di roccia, li riempì con il colore e finì per ottenere una rozza mappa geologica.
Nel 1801, disegnò un abbozzo di quello che sarebbe diventato "La mappa che ha cambiato il mondo".
Nel 1815 pubblicò la prima mappa geologica della Gran Bretagna. I simboli convenzionali furono usati per segnare canali, gallerie, tramvie e strade, miniere di piombo, rame e stagno, insieme a sale e allume. I vari tipi geologici erano indicati da colori diversi; le mappe erano colorate a mano. La mappa è notevolmente simile alle moderne mappe geologiche dell'Inghilterra. Ha anche pubblicato il suo Delineation of the strata of England nello stesso anno. In un altro dei suoi libri Strati identificati da fossili organizzati (Londra 1816-1819) riconobbe che gli strati contenevano fossili distinti. Questi assemblaggi di fossili potevano essere usati per abbinare le rocce tra le regioni. Questo segna Smith come una figura importante nella storia della stratigrafia.
Nel 1817 disegnò una notevole sezione verticale geologica da Snowdon a Londra. Sfortunatamente, le sue mappe furono presto copiate (plagiate) e vendute a prezzi inferiori a quelli da lui richiesti. Si indebitò e alla fine andò in bancarotta.
Il 31 agosto 1819 Smith fu rilasciato dalla King's Bench Prison di Londra, una prigione per debitori. Tornò alla sua casa al 15 di Buckingham Street per trovare un ufficiale giudiziario alla porta e la sua casa e le sue proprietà sequestrate. Smith lavorò di nuovo per anni come agrimensore itinerante. Uno dei suoi datori di lavoro, Sir Johnstone, lo riconobbe e prese provvedimenti per fargli ottenere il rispetto che meritava. Tra il 1824 e il 1826 visse e lavorò a Scarborough. Lì fu responsabile della costruzione della Rotunda, un museo geologico dedicato alla costa dello Yorkshire. La Rotunda è stata riaperta come 'Rotunda - The William Smith Museum of Geology', il 9 maggio 2008.
