Smith töötas alates 1959. aastast kuni pensionile jäämiseni 1986. aastal Bell Labs'is Murray Hillis, New Jerseys, kus ta juhtis uusi laserite ja pooljuhtide seadmete uurimist. Smith sai oma ametiajal kümneid patente ja juhtis lõpuks VLSI seadme osakonda. 1969. aastal leiutasid Smith ja Willard Boyle laenguühendusega seadme (CCD), mille eest nad on ühiselt saanud Franklin Institute'i Stuart Ballantine'i medali 1973. aastal, IEEE Morris Liebmann'i mälestuspreemia 1974. aastal, Charles Draper Stark'i auhinna 2006. aastal ja Nobeli preemia füüsikas 2009.
USA merevägi