Ellis trabajó en los Laboratorios Bell de 1969 a 1972 en la teoría de la probabilidad aplicada a la teoría de la computación. En 1972 se convirtió en profesor asistente y miembro fundador del departamento de informática de la Universidad de Colorado Boulder para trabajar en la investigación de sistemas operativos.
Ellis aceptó un puesto tres años más tarde como profesor asistente en EECS en el MIT para trabajar en investigación relacionada con ARPANET. Dejó el MIT después de un año para comenzar a trabajar en Xerox PARC y la Universidad de Stanford. Ellis permaneció en Xerox PARC y la Universidad de Stanford durante casi una década. Durante su tiempo allí, trabajó en la interfaz gráfica de usuario basada en iconos, lenguajes de programación orientados a objetos y sistemas de trabajo en grupo. «Formó parte del equipo de sociólogos, psicólogos y científicos de la computación que trabajaron en Alto, la primera computadora personal (PC) del mundo y sus interfaces y software relacionados. Muchas de estas innovaciones de la década de 1970 de las que Ellis era parte se comercializaron más tarde, por ejemplo en el ordenador Lisa de Apple y el software MS-DOS de Microsoft. En PARC, Ellis dirigió el Grupo de Investigación de Oficinas, que desarrolló el primer sistema de oficina que utiliza iconos y Ethernet para colaborar a distancia.»
A mediados de la década de 1980, Ellis dirigió el Grupo de Investigación de Groupware en la Microelectrónica y la Corporación de Tecnología Informática (MCC). Mientras estaba en MCC, lideró los esfuerzos de Edición Colaborativa en tiempo Real y fue pionero en el campo de la transformación operativa. A principios de la década de 1990, Ellis dejó MCC para convertirse en el Arquitecto Jefe del producto de flujo de trabajo FlowPath de Bull S.A. en Francia.
En 1992, Ellis regresó a la Universidad de Colorado Boulder como profesor titular en el departamento de informática. Allí continuó su trabajo en groupware, en particular en sistemas de flujo de trabajo a gran escala de próxima generación y sistemas de soporte de reuniones mediados por agentes. En 2009, se convirtió en profesor emérito de la Universidad, donde insistió en impartir periódicamente un curso introductorio de computación para «alentar a los estudiantes de todas las etnias a expandir sus horizontes.»Para proporcionar más oportunidades para que los estudiantes cursen estudios de ciencias e ingeniería, Ellis» ayudó a establecer el programa de verano de 10 semanas de Acceso Multicultural a la Capacitación en Investigación (SMART, por sus siglas en inglés) en la universidad.»
En 2013, Ellis ganó una beca Fulbright para enseñar y realizar investigaciones en el departamento de informática de la Universidad Ashesi. En Ashesi, sus intereses de investigación eran el desarrollo de sistemas informáticos para simular formas alternativas de gobierno para los países en desarrollo.