在各個研究專題中，沙利文最關心的是人格發展以及精神分裂症。他提出的人格發展階段論已經在上一節中闡述，接下來主要介紹他在精神病領域的研究。
沙利文長期從事臨床實踐，因為成功治療了許多重性精神病患者而名噪一時。在各種精神疾病之中，沙利文論述最多的是強迫性神經症（obsessive-compulsive neurosis）和精神分裂症（schizophrenia）。
沙利文認為，強迫症反映了患者對焦慮的一種病態的敏感，以及自尊的失落。症狀的起因是個體在現實的人際關係中從來沒有獲得過真正意義上的比較突出的成功，導致他使用一種儀式化的思維和活動來獲取安全感，以免喚起更大的焦慮。比如，一個人際關係受挫的人，不敢再表露自己的真實情感，於是便開始對他人進行不可控製的吹毛求疵和求全責備，來保護自己。此外，強迫症狀可能會帶來一些額外補償，也會使患者病狀加劇。例如，沙利文曾經提到過自己的一個病人，他從來不敢上自己家的二樓，因為他有著強烈的強迫想法，即自己會從二樓的窗戶跳下去自殺。而與此同時，他也十分享受妻子對他的同情和關注，不願意改變這種想法。直到幾年以後，他的妻子終於厭倦了這一切，離他而去，他的症狀反而因此有所減輕。所以，改善或者調整患者的人際關係，是治療強迫症的關鍵。
至於精神分裂症，沙利文認為它與強迫症在許多方麵是類似的，且強迫症狀常常是精神分裂症狀的前奏或者尾聲。精神分裂症的成因常常是早年不愉快的情緒體驗（特別是極度的焦慮），或者是自尊在後幾個發展階段裏受到了摧毀性的打擊。比如，父母對於嬰兒的性遊戲存有不合理的恐懼感，每當他（她）玩弄**的時候就如大難臨頭，因而導致嬰兒產生極度的焦慮和恐慌。為了免於懲罰，孩子就會把關於**的一切認識都排除在自我係統之外。這樣，性衝動和性行為就與潛意識中的非我聯係在一起，因此在正常的自我係統中本來應有的位置上產生了一個空洞或者說缺口。等到青春期的時候，就不可避免地製造出許多的麻煩和嚴重的問題，導致精神分裂。除此之外，精神分裂症患者還會使用倒退回並列語言（parataxic speech）的方式來尋求安全感，這種語言按正常情況是出現於幼兒期的，所以別人聽起來覺得不可理解，甚至認為是瘋言瘋語，而隻對患者本人有意義。因此，在沙利文看來，精神分裂症代表了一種向早前心理功能的回退，以此來試圖避免強烈的焦慮感和自尊的毀滅感。