En 1977 Fahlman presentó como su tesis de doctorado de Inteligencia Artificial su proyecto NETL, un sistema para «representar y utilizar el conocimiento del mundo real». El investigador explica que el sistema NETL permite almacenar conocimiento del mundo real, basado en sentido común bajo una red masiva paralela. Este enfoque de «datos paralelos» hizo posible realizar inferencias similares a las humanas y recuperar información de una forma rápida y flexible, de acuerdo a su creador. Fahlman asegura que el sistema NETL fue un precursor de las computadoras de procesamiento paralelo de datos.
Fahlman también participó como miembro del selecto grupo de cinco personas que participaron en la creación del lenguaje de programación LISP. Adicionalmente fue el director del proyecto RADAR en la escuela de ciencias de la computación de Carnegie Mellon, un proyecto que involucró a 25 facultades para desarrollar un «asistente cognitivo» para ayudar a directores ocupados a utilizar inteligencia artificial y técnicas de aprendizaje de máquinas.
Fahlman será siempre recordado por darle al mundo de la informática los smiley y a millones de usuarios la posibilidad de expresar sus emociones con mensajes de texto. Su fama se extiende por todo el mundo por ese sencillo, pero importante aporte, pero también es reconocido en el mundo académico por su excelente trabajo en torno a la inteligencia artificial.