Jego praca naukowa została przerwana przez II wojnę światową, podczas której w 1942 roku został powołany do wojska (Wehrmacht) i wysłany na front wschodni. W 1945 roku dostał się do niewoli sowieckiej, z której został zwolniony dopiero w 1949. Powrócił wtedy do pracy w instytucie, który po wojnie został przeniesiony do Heidelbergu. Od końca lat 50 był zaangażowany w tworzenie katalogów fundamentalnych gwiazd (FK4 i FK5). Pomimo formalnego przejścia na emeryturę w 1980, pozostawał aktywny naukowo aż do swojej śmierci w 1993 roku.
Katalog bliskich gwiazd Gliese jest najbardziej znany z katalogu bliskich gwiazd, opublikowanego po raz pierwszy w 1957 i ponownie w 1969. Wiele potocznie używanych nazw bliskich gwiazd pochodzi od tego katalogu i przypisanego im tam numeru, np. Gliese 581 i Gliese 710. Gwiazdy z katalogu Gliesego są obiektem zainteresowania m.in. astronomów zajmujących się tematyką kometarną, ponieważ ze względu na ich niewielką odległość od Słońca niektóre z nich mogły (lub w stosunkowo niedługim czasie będą mogły) perturbować ruch komet należących do obłoku Oorta. Gliese opublikował dwa suplementy swojego katalogu, w 1979 i 1991 roku, we współpracy z Hartmutem Jahreißem.