Ellis arbeitete von 1969 bis 1972 an den Bell Labs über Wahrscheinlichkeitstheorie, die auf die Theorie des Rechnens angewendet wurde. 1972 wurde er Assistenzprofessor und Gründungsmitglied der Abteilung für Informatik an der University of Colorado Boulder, um an der Erforschung von Betriebssystemen zu arbeiten.
Ellis nahm drei Jahre später eine Stelle als Assistenzprofessor für EECS am MIT an, um an Forschungsarbeiten im Zusammenhang mit ARPANET zu arbeiten. Er verließ das MIT nach einem Jahr, um bei Xerox PARC und der Stanford University zu arbeiten. Ellis blieb fast ein Jahrzehnt bei Xerox PARC und der Stanford University. Während seiner Zeit dort arbeitete er an der Icon-basierten GUI, objektorientierten Programmiersprachen und Groupware-Systemen. „Er war Teil des Teams von Soziologen, Psychologen und Informatikern, die an Alto, dem weltweit ersten Personal Computer (PC) und den damit verbundenen Schnittstellen und Software, gearbeitet haben. Viele dieser Innovationen aus den 1970er Jahren, an denen Ellis beteiligt war, wurden später weit verbreitet kommerzialisiert, beispielsweise in Apples Lisa-Computer und Microsofts MS-DOS-Software. Bei PARC leitete Ellis die Office Research Group, die das erste Office-System entwickelte, das USB und Ethernet für die Zusammenarbeit auf Distanz verwendet.“
Mitte der 1980er Jahre leitete Ellis die Groupware Research Group bei der Microelectronics and Computer Technology Corporation (MCC). Während seiner Zeit bei MCC leitete er die Bemühungen um kollaborative Echtzeitbearbeitung und war Pionier auf dem Gebiet der operativen Transformation. In den frühen 1990er Jahren verließ Ellis MCC, um Chefarchitekt des FlowPath-Workflow-Produkts von Bull S.A. in Frankreich zu werden.
Im Jahr 1992 kehrte Ellis an die University of Colorado Boulder als ordentlicher Professor mit Amtszeit in der Informatik-Abteilung. Dort setzte er seine Arbeit an Groupware fort, insbesondere an großen Workflow-Systemen der nächsten Generation und an agentenvermittelten Meeting-Support-Systemen. 2009 wurde er emeritierter Professor an der Universität, wo er darauf bestand, regelmäßig einen Einführungskurs zu unterrichten, um „Studenten aller Ethnien zu ermutigen, ihren Horizont zu erweitern.“ Um den Studenten weitere Möglichkeiten zu bieten, Naturwissenschaften und Ingenieurwissenschaften zu verfolgen, half Ellis „bei der Einrichtung des 10-wöchigen SMART-Programms (Multikultureller Zugang zum Forschungstraining) an der Universität.“
Im Jahr 2013 gewann Ellis ein Fulbright-Stipendium, um im Fachbereich Informatik an der Ashesi University zu lehren und zu forschen. Bei Ashesi lag sein Forschungsinteresse in der Entwicklung von Computersystemen zur Simulation alternativer Regierungsformen für Entwicklungsländer.