La reazione di Diels-Alder (che nel 1950 fruttò ai suoi scopritori il premio Nobel per la Chimica) è di enorme importanza nell'industria petrolchimica e nella produzione sintetica di composti organici di vastissimo impiego, come fertilizzanti, materie plastiche e prodotti farmaceutici.
Nel 1906 Diels era diventato professore titolare di chimica all'Università di Berlino, dove aveva conseguito la laurea.
Nel 1916 ottenne la cattedra all'Università di Kiel dove rimase fino al 1948. Diede importanti contributi anche alla chimica degli steroli.