Tornò in Germania, spostando la sua analisi sullo studio dei vulcani islandesi. Ebbe conferito l'incarico di professore di mineralogia e geologia presso l'Università di Gottinga (1846).
Alcune importanti pubblicazioni del periodo: Physisch-geographische Skizze von Island mit besonderer Rücksicht auf vulkanische Erscheinungen (1847), Die vulkanischen Gesteine in Sizilien und Island und ihre submarine Umbildung (1853) e Geologischer Atlas von Island (1853). Seguiranno una serie studi scientifici sul clima del XIX secolo.
Nel 1845 per descrivere la massa di fondo scura dei tufi di Palagonia (Sicilia), coniò il termine Palagonit-tuff (in italiano, "palagonite").
In seguito, rinvenne la palagonite anche nei tufi islandesi. Scrisse Physisch-geographische Skizze von Island (1847) e Geologischer Atlas von Island (1853).
Waltershausen fu anche l'autore di Gauss zum Gedächtnis edito nel 1862. Si tratta della biografia di Gauss pubblicata sette anni dopo la sua morte. Nel libro viene citata la famosa frase di Gauss: "La matematica è la regina delle scienze".
Scritti
Uber die submarinen vulkanische Ausbrüche in der Tertiär-Formation des Val di Noto, 1846 (on-line)
Physisch-geographische Skizze von Island mit besonderer Rücksicht auf vulkanische Erscheinungen, 1847 (on-line)
Atlas des Aetna, 1848-1861
Über die vulkanischen Gesteine in Sicilien und Island und ihre submarine Umbildung, 1853 (on-line)
Erläuterugen zum Geologischen atlas von Island, 1853 (on-line)
Geologischer Atlas von Island: Mit Erläuterungen, vol. 2, 1853 (on-line)
Untersuchungen ueber Die Klimat der Gegenwart und der Vorwelt, mit Besonderer Berücksichtigung der Gletscher-Erscheinungen in der Diluvialzeit, 1865 (on-line)
