1997年，万惠霖当选为中国科学院院士。

2012年3月4日，万惠霖课题组与江苏德峰药业有限公司在江苏省如皋市签署“共建院士工作站”协议。

2024年4月28日凌晨1时，万惠霖先生安详辞世，享年86岁。

万惠霖先后参加了络合催化理论、化学模拟生物固氮及催化作用的量子化学等基础研究工作，均取得成果。在轻烷临氧定向转化研究方面，创新研制出一系列性能优良的含氟稀土－碱土氧化物催化剂，阐明了氟化物助催作用的本质，并采用原位光谱方法，在几种催化剂上首次获得超氧物种具有甲烷氧化偶联活性的直接证据探明了甲烷部分氧化反应机理差异的本质发现并论证了氧存在 下氧化镧等表面过氧物种的激光诱导生成对甲烷、丙烷的临氧活化和转化机理进行了系统的理论模拟。

截至2017年8月，万惠霖在中国国内外刊物发表论文400余篇，出版专著1本。

截至2014年12月，万惠霖先后获得国家自然科学三等奖两项（排名第2和第3）；教育部科技进步一等奖两项（一项排名第1）和二等奖四项；高等教育国家级教学成果一等奖和省级教学成果特等奖。

万惠霖认为，做学问搞科研有一种难于言表的归宿感和幸福感。他有着很强的创新意识，他常说：“催化这个学科近几年世界上发展很快，我们不能步人后尘，要勇于创新，不仅基础理论研究要有所突破，连研究方法也要创新 ”。

万惠霖长期从事催化方面的教学、科研工作，为本科生和研究生讲授多门课程。

万惠霖重视并身体力行抓好厦门大学化学群体的学科和师资队伍建设，固体表面物理化学国家重点实验室在连续两次评估中均被评为A级，1997年被原国家科委遴选为8个试点单位之一，在1999年的评估中取得了在29个化学化工类重点实验室排名第一的成绩。2001年又被评为国家基金委化学学科两个创新研究群体侯选单位之一。

2000年万惠霖获得福建省教学成果特等奖，2001年获得国家级教学成果一等奖。

万惠霖先后担任第五届973计划专家顾问组成员，固体表面物理化学国家重点实验室主任，《分子催化》副主编，《高等学校化学学报》和《催化学报》编委，中国化学会常务理事；曾任国家教委科技委委员和中国化学会催化专业委员会主任，中国化学会催化专业委员会主任，教育部科技委委员和化学部主任，教育部化学教学分指导委员会副主任，福建省科协副主席，国务院学位委员会化学学科评议组成员，国家自然科学基金委化学部咨委会委员，厦门大学理工学科、固体表面物理化学国家重点实验室和化学化工学院学术委员会主任，973计划第四届专家顾问组成员，中国科学院化学部常委，中国化学会常务理事，《Chemistry-An Asian Journal》国际顾问编委，《高等学校化学学报》和《分子催化》副主编等，如皋市经济社会发展高级顾问。

万惠霖这种强烈的创新意识使他的科研工作处在国际有关学科领域的前沿，并取得一系列具有创新性的科研成果。万惠霖献身祖国科教事业，勇攀科学高峰的精神广受好评，他在催化化学教学科研中所取得 的成绩、所做出的贡献也得到党和政府的肯定和表彰。（华中师范大学第一附属中学评）

2018年11月17日-18日，由厦门大学化学化工学院、固体表面物理化学国家重点实验室、厦门大学催化学科与工程研究所联合主办的2018催化前沿论坛暨庆祝万惠霖教授从教五十五周年学术研讨会在厦门大学化学报告厅举行。该论坛以催化前沿为主题，邀请了来自各全国高等院校、科研机构的院士和国家杰出青年基金获得者等知名专家及业界人士出席，参会人数逾150人。