Prowadził te prace, póki nie został ponownie powołany do służby i zaangażowany w prace nad bombą wodorową. Po zakończeniu programu wrócił do Heleny i własnych badań. Odparowując radioaktywny śnieg, jako pierwszy zaobserwował kropelki wody przyjmujące graniaste kształty. Najbardziej znany jest jednak z opracowania we współpracy z Williamem Glasscockiem monitora EKG, który mógł rejestrować pracę serca pacjenta przez dobę lub dłużej. Urządzenie powszechnie nazywane jest od jego nazwiska Holter EKG. Było to pierwsze urządzenie przenośne umożliwiające pacjentowi prowadzenie normalnej aktywności w czasie diagnostyki pracy serca, chociaż pierwszy prototyp ważył blisko 40 kg i był noszony jak plecak, a kolejne modele mogły mieć mniejsze rozmiary dopiero po opracowaniu tranzystora. Urządzenie opatentowano w 1965 r., a wkrótce Holter zaczął jego produkcję wraz z Bruce’em Del Marem.