八十年代初参加固氮酶研究后，对于N2、乙炔和环丙烯在固氮酶原子簇活性中心的多核络合活化方式应用量子化学计算方法进行了对比研究 ，因而为固氮酶活口M-簇笼新见解的形成提供了重要依据。万早在研究生时期就参与配位催化的基础研究，后来又在专著中详细阐述了配位催化原理。七十至八十年代，他还与同事一起，在乙烯配位聚合负载型高效催化剂的研制，丙烯选择(氨)氧化副产物形成机理，以及氨合成反应对铁催化剂结构敏感性的理论探索等研究工作中也取得显著成绩。他在国内、外刊物已发表论文180余篇，出版专著1本；获国家自然科学三等奖2项，国家教委科技进步一等奖2项和二等奖2项；获发明专利6项。1997年被选为中国科学院院士。