[4] [5] Realizó tres estancias de investigación postdoctoral: con el neurofisiólogo Otto Creutzfeld en el Instituto Max-Planck de Química Biofísica en Gotinga, Alemania, el neurofisiólogo John C. Eccles en la Universidad Estatal de Nueva York en Buffalo, EE.
[6] [7] Durante los años 1980s y 1990s, Schultz llevó a cabo experimentos con monos macacos y descubrió que las neuronas de dopamina de sus ganglios basales aumentaban su actividad después de recibir una recompensa.
[8] Esto condujo al descubrimiento por el que es más conocido: las neuronas de dopamina señalan errores en la predicción de recompensa (es decir, la diferencia entre la recompensa que un animal espera y la recompensa que realmente recibe).
[7] Posteriormente continuó su investigación en el campo de la neuroeconomía de la recompensa y la toma de decisiones, utilizando conceptos de la teoría de la elección económica al tiempo que estudiaba la actividad de las neuronas dopaminérgicas, la corteza orbitofrontal, el cuerpo estriado y la amígdala.
[9] [10] Es miembro de la Royal Society, miembro de la Academia Europaea y expresidente de la Sociedad Europea del Cerebro y la Conducta.