W 1759 roku uzyskał w Oksfordzie stopień bakałarza oraz doktora medycyny. Początkowo pracował w szpitalu w Lincoln, gdzie zdobył reputację lekarza skutecznie leczącego pacjentów z zaburzeniami psychicznymi. Wkrótce rozpoczął przyjmowanie chorych we własnym domu, co zapoczątkowało rozwój jego prywatnej działalności.
W 1776 roku przeniósł się do Greatford Hall w pobliżu Bourne w hrabstwie Lincolnshire, gdzie założył prywatne sanatorium. Placówka opierała się na zasadach regularności, pracy fizycznej i przebywania na świeżym powietrzu. Pacjenci uczestniczyli w pracach rolnych, ogrodniczych i gospodarskich. Willis uważał, że dyscyplina, uporządkowany tryb życia oraz aktywność fizyczna sprzyjają przywracaniu równowagi psychicznej.
Relacja francuskiego podróżnika z 1796 roku oddaje charakter ośrodka:
„Kiedy nieprzygotowany podróżnik zbliżał się do ośrodka, był zaskoczony widokiem oraczy, ogrodników i innych robotników odzianych w czarne płaszcze, białe kamizelki i jedwabne bryczesy;