Baade var en framstående observatör, som 1931–58 arbetade med de stora teleskopen på Mount Wilson-observatoriet och Palomarobservatoriet i Kalifornien. Han ägnade sig särskilt åt att utforska galaxerna. Han fann 1944 att stjärnorna kan indelas i två populationstyper och 1952 att avstånden till galaxerna var minst dubbelt så stora som tidigare