Ստեղծել է իրական թվերի տեսություններից մեկը և դրա հիման վրա կառուցել մաթեմատիկական անալիզի տրամաբանական հիմնավորման համակարգ։ Վայերշտրասին են պատկանում մաթեմատիկական անալիզի մի շարք հիմնարար թեորեմներ թվային բազմությունների ճշգրիտ եզրերի, սահմանային կետերի, միջակայքում անընդհատ ֆունկցիաների վերաբերյալ են։ Կառուցել է անալիտիկ ֆունկցիաների տեսություններից մեկը հիմնված շարքերի վրա։ Կառլ Թեոդոր Վիլհելմ Վայերշտրասը ապացուցել է անալիտիկ ֆունկցիաներն աստիճանային շարքի վերածելու, հավասարաչափ զուգամետ շարքերի հատկությունների, ամբողջ ֆունկցիաներն անվերջ արտադրյալների վերածելու վերաբերյալ թեորեմներ։ Կառուցել է անալիտիկ շարունակման տեսությունը, էլիպտիկ ֆունկցիաների նոր տեսություն։ Վարիացիոն հաշվում ստացել է ինտեգրալի էքստրեմումի բավարար պայմաններ, կառուցել է վարիացիոն հաշիվը պարամետրական տեսքով տրված ֆունկցիաների դեպքում են։ Դիֆերենցիալ երկրաչափությունում հետագոտել է գեոդեզիական գծերի և նվազագույն մակերևույթների վերաբերյալ խնդիրներ։ Գծային հանրահաշվում կառուցել է տարրական բաժանարարների տեսությունը։
Մյունխենի ԳԱ (1836), Բեռլինի ԳԱ (1856) և Փարիզի ԳԱ (1868) անդամ, ինչպես նաև Պետերբուրգի ԳԱ պատվավոր անդամ (1895)։
Ուսանել է մաթեմատիկա Քյոնիգսբերգի համալսարանում, եղել է Բեռլինի համալսարանի պրոֆեսոր 1856 թվականից։
Աշխատանքները նվիրված են մաթեմատիկական անալիզին, անալիտիկ ֆունկցիաների տեսությանը, դիֆերենցիալ երկրաչափությանը, գծային հանրահաշվին և վարիացիոն հաշվին։
Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից (հ․ 11, էջ 257)։