Po powrocie do Anglii związał się czynnie z Flindersem Petrie, najpierw współpracując z nim w University College w Londynie, a po wyjeździe do Egiptu, w pracach wykopaliskowych w Abydos. Współpraca ta okazałą się jednak niezwykle uciążliwa ze względu na trudny charakter Petriego. Weigall podjął wtedy współpracę z niemieckim egiptologiem Friedrichem Wilhelmem von Bissingiem, a od 1905 roku pracował w Sakkara z Howardem Carterem, wówczas piastującym funkcję Generalnego Inspektora Starożytności Górnego Egiptu i Nubii. Po nieszczęśliwym incydencie z turystami francuskimi, Carter zmuszony został do rezygnacji z tego stanowiska, które po nim niespodziewanie objął 25-letni Artur Weigall.
W funkcji sprawującego ochronę i zarządzanie starożytnymi zabytkami w Górnym Egipcie aż po granicę z Sudanem, energicznie zajął się dotąd zaniedbywanym i pomijanym problemem nielegalnego wywozu zabytków na chłonne rynki europejskie i północnoamerykańskie. W Luksorze i Tebach Zachodnich pracował do 1911 roku. W okresie tym dokonano w Dolinie Królów wielu znaczących, dziejowych odkryć. Zespół pod kierunkiem Theodora Davisa odnalazł grobowce Juji i Tuji, Horemheba oraz KV55 – tzw. "Skrytkę amarneńską". Weigall napisał w tym czasie m.in. biograficzne opracowanie panowania Echnatona oraz przewodnik po zabytkach Górnego Egiptu.