Il professor Winthrop è stato uno dei più importanti uomini di scienza in America durante il 18 ° secolo, e il suo impatto sulla sua precoce avanzata nel New England è stato particolarmente significativo. Sia Benjamin Franklin e Benjamin Thompson (conte Rumford) probabilmente dovuto gran parte del loro primo interesse per la ricerca scientifica alla sua influenza. Ha anche avuto un’influenza decisiva nella prima educazione filosofica di John Adams durante il periodo di quest’ultimo ad Harvard., Corrispondeva regolarmente con la Royal Society di Londra-come tale, è stato uno dei primi intellettuali americani ad essere preso sul serio in Europa. Fu eletto alla rianimata American Philosophical Society nel 1768. Fu notato per aver tentato di spiegare il grande terremoto di Lisbona del 1755 come un fenomeno scientifico – piuttosto che religioso, e la sua applicazione di calcoli matematici all’attività sismica successiva al grande terremoto costituì la base dell’affermazione fatta a suo nome come fondatore della scienza della sismologia., Inoltre, osservò i transiti di Mercurio nel 1740 e nel 1761 e viaggiò a Terranova per osservare un transito di Venere. Viaggiò su una nave fornita dalla Provincia del Massachusetts—probabilmente la prima spedizione scientifica mai inviata da qualsiasi incipiente stato americano.
Ha servito come presidente ad interim di Harvard nel 1769 e di nuovo nel 1773, ma ogni volta ha rifiutato l’offerta della presidenza completa per motivi di vecchiaia., Durante i nove mesi del 1775-1776, quando Harvard si trasferì a Concord, Massachusetts, Winthrop occupò la casa che sarebbe diventata famosa come The Wayside, sede di Louisa May Alcott e Nathaniel Hawthorne. Inoltre, era attivamente interessato agli affari pubblici, fu per diversi anni giudice di successione nella contea di Middlesex, fu membro del Consiglio del Governatore nel 1773-74, e successivamente offrì il peso della sua influenza alla causa patriottica nella Rivoluzione. Ha pubblicato:
- Conferenza sui terremoti (1755)
- Risposta al sig., Lettera del Principe sui terremoti (1756)
- Conto di alcune meteore infuocate (1755)
- Due conferenze sulla parallasse (1769)