W 1934 r. wraz z Shiptonem przeprowadził zwiad w rejonie Nanda Devi. W następnym roku odbyli rekonesans pod Mount Everestem. Ich siedmioosobowa wyprawa zdobyła wówczas 26 szczytów, w tym 3 siedmiotysięczniki (Tilman wszedł m.in. na Kellas Rock Peak, 7065 m n.p.m.). 29 sierpnia 1936 r. Tilman wraz z Noelem Odellem dokonał pierwszego wejścia na Nanda Devi (7816 m n.p.m.). Był to aż do 1950 r. najwyższy szczyt Ziemi zdobyty przez człowieka i jednocześnie największe osiągnięcie alpinistyczne Tilmana. W 1938 r. Tilman poprowadził wyprawę na Mount Everest, podczas której osiągnął wysokość 8290 m n.p.m. bez wykorzystania aparatu tlenowego. Posługiwaniu tlenem sprzeciwiał się ze względów ideologicznych. Jako jeden z pierwszych sformułował też teorię małych wypraw w góry wysokie, nie obciążonych nadmiernym bagażem ani personelem, a przez to bardziej mobilnych. W 1939 r. był pierwszym eksploratorem w Himalajach Asamu, działającym u południowych podnóży masywu Gori Chen (6538 m n.p.m.).