在各个研究专题中，沙利文最关心的是人格发展以及精神分裂症。他提出的人格发展阶段论已经在上一节中阐述，接下来主要介绍他在精神病领域的研究。
沙利文长期从事临床实践，因为成功治疗了许多重性精神病患者而名噪一时。在各种精神疾病之中，沙利文论述最多的是强迫性神经症（obsessive-compulsive neurosis）和精神分裂症（schizophrenia）。
沙利文认为，强迫症反映了患者对焦虑的一种病态的敏感，以及自尊的失落。症状的起因是个体在现实的人际关系中从来没有获得过真正意义上的比较突出的成功，导致他使用一种仪式化的思维和活动来获取安全感，以免唤起更大的焦虑。比如，一个人际关系受挫的人，不敢再表露自己的真实情感，于是便开始对他人进行不可控制的吹毛求疵和求全责备，来保护自己。此外，强迫症状可能会带来一些额外补偿，也会使患者病状加剧。例如，沙利文曾经提到过自己的一个病人，他从来不敢上自己家的二楼，因为他有着强烈的强迫想法，即自己会从二楼的窗户跳下去自杀。而与此同时，他也十分享受妻子对他的同情和关注，不愿意改变这种想法。直到几年以后，他的妻子终于厌倦了这一切，离他而去，他的症状反而因此有所减轻。所以，改善或者调整患者的人际关系，是治疗强迫症的关键。
至于精神分裂症，沙利文认为它与强迫症在许多方面是类似的，且强迫症状常常是精神分裂症状的前奏或者尾声。精神分裂症的成因常常是早年不愉快的情绪体验（特别是极度的焦虑），或者是自尊在后几个发展阶段里受到了摧毁性的打击。比如，父母对于婴儿的性游戏存有不合理的恐惧感，每当他（她）玩弄**的时候就如大难临头，因而导致婴儿产生极度的焦虑和恐慌。为了免于惩罚，孩子就会把关于**的一切认识都排除在自我系统之外。这样，性冲动和性行为就与潜意识中的非我联系在一起，因此在正常的自我系统中本来应有的位置上产生了一个空洞或者说缺口。等到青春期的时候，就不可避免地制造出许多的麻烦和严重的问题，导致精神分裂。除此之外，精神分裂症患者还会使用倒退回并列语言（parataxic speech）的方式来寻求安全感，这种语言按正常情况是出现于幼儿期的，所以别人听起来觉得不可理解，甚至认为是疯言疯语，而只对患者本人有意义。因此，在沙利文看来，精神分裂症代表了一种向早前心理功能的回退，以此来试图避免强烈的焦虑感和自尊的毁灭感。