Redan som medicinstuderande utvecklade han Lambertsen Amphibious Respirator Unit, ett slutet syrgassystem som var utrustat med ett kolfilter. Den amerikanska flottan ansåg först att enheten var ointressant men 1942 började den användas av amerikanska styrkor.

Året därpå skapades det första öppna systemet i Europa av fransmannen Jacques Cousteau och fransk-kanadensaren Emile Gagnan.

Medan han designade sin konstruktion arbetade Dr Lambertsen, som själv var engagerad dykare, för Office of Strategic Services, en föregångare till CIA under Andra Världskriget. Hans enheter har använts av amerikanska styrkor under tre decennier.

Han anses även ha uppfunnit begreppet "scuba", som först dök upp i en rapport till National Academy of Sciences 1952. I rapporten använder Lambertsen en ”self-contained underwater breathing apparatus” och förkortningen S.C.U.B.A var född.

Efter kriget arbetade Dr Lambertsen vid University of Pennsylvania School of Medicine. Han blev professor i farmakologi och hade ett särskilt intresse för luftvägarna och dykfysiologi.