Будучи первым в мире клиническим психологом, Уитмер не имел никаких примеров или прецедентов, на которые он мог бы ориентироваться в своей деятельности, и, поскольку он работал один, то развивал собственные методы диагностики и лечения. Занимаясь первым случаем в своей практике, мальчиком, у которого были трудности с письмом, Уитмер исследовал уровень интеллекта ребенка, его способности к рассуждениям и чтению, и заключил, что именно чтение представляло для ребенка наибольшую сложность. Проведя всесторонние исследования, Уитмер выявил у мальчика так называемую визуально — вербальную амнезию. Хотя ребенок мог запоминать геометрические фигуры, он не мог запоминать слова. Уитмер разработал интенсивную корректирующую программу, которая принесла некоторые плоды, но все равно мальчик так и не смог научиться бегло читать и писать.
Учителя из разных школ посылали в новую клинику Уитмера непрерывный поток детей с широким диапазоном нарушений развития и проблем с обучением, включая гиперактивность, нарушения речи и моторики. Накопив определенный опыт в этой области, Уитмер разработал стандартные программы диагностики и лечения; в штат клиники он принимал не только врачей, но и социальных работников и психологов. Уитмер понимал, что психологическому функционированию могли препятствовать и физические проблемы, поэтому врачи клиники всесторонне обследовали детей, определяя, не связаны ли возникшие у ребенка трудности с плохим питанием или дефектами зрения и слуха. Психологи, в свою очередь, тестировали пациентов, а социальные работники готовили истории болезни и собирали сведения о семьях.
Начиная работать с детьми, Уитмер полагал, что многие отклонения в поведении и трудности с обучением обусловлены генетическими факторами, но позже, с ростом клинического опыта, он понял, что огромную роль здесь играет влияние окружающей среды. Предвосхитив современные программы духовного обогащения, Уитмер подчеркивал, что с самых первых дней жизни ребенка его необходимо обеспечивать разнообразным сенсорным опытом. Он также верил в прямую зависимость поведения ребенка от его взаимоотношений с окружающими, утверждая, что если обстановка дома и в школе изменится к лучшему, то улучшится и поведение ребенка.