Nel 1939 Spencer divenne uno dei maggiori esperti mondiali nella progettazione di tubi radar. Spencer ha lavorato a Raytheon, un appaltatore per il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, come capo della divisione power tube. Mentre lavorava alla Raytheon, Spencer sviluppò un modo più efficiente per produrre magnetron, aumentando la produzione da 100 a 2600 magnetron al giorno. Con la sua reputazione e la sua esperienza, Spencer riuscì ad aiutare Raytheon a vincere un contratto governativo per sviluppare e produrre apparecchiature radar da combattimento per il Laboratorio di radiazioni del M. I. T., Questo era di enorme importanza per gli alleati della seconda guerra mondiale e divenne il secondo progetto prioritario dell’esercito durante la seconda guerra mondiale, dietro il progetto Manhattan. Per il suo lavoro, è stato insignito del Distinguished Public Service Award dalla U. S. Navy.

Un giorno, mentre costruiva magnetron, Spencer si trovava di fronte a un radar attivo quando notò che la barretta che aveva in tasca si era sciolta. Spencer non fu il primo a notare questo fenomeno, ma fu il primo a investigarlo., Decise di sperimentare usando il cibo, compresi i chicchi di popcorn, che divennero i primi popcorn microonde al mondo. In un altro esperimento, un uovo è stato posto in un bollitore per il tè e il magnetron è stato posizionato direttamente sopra di esso. Il risultato è stato l’uovo che esplode in faccia a uno dei suoi collaboratori, che stava guardando nel bollitore per osservare. Spencer ha quindi creato il primo vero forno a microonde collegando un generatore di campo elettromagnetico ad alta densità a una scatola metallica chiusa. Il magnetron emetteva microonde nella scatola metallica bloccando qualsiasi fuga, consentendo una sperimentazione controllata e sicura., Ha quindi inserito vari prodotti alimentari nella scatola, osservando gli effetti e monitorando le temperature.

Raytheon ha depositato un brevetto statunitense l ‘ 8 ottobre 1945, per un forno a microonde, alla fine chiamato Radarange. Nel 1947, il primo forno a microonde prodotto commercialmente era alto circa 6 piedi, pesava circa 750 libbre e costava circa USD 5.000 USD. Nel 1967 il primo forno a microonde relativamente conveniente ($495) e di dimensioni ragionevoli (da banco) era disponibile per la vendita.

Spencer è diventato Senior Vice President e membro senior del Consiglio di amministrazione di Raytheon., Ha ricevuto 300 brevetti durante la sua carriera, e un edificio presso il Raytheon Missile Defense Center di Woburn, Massachusetts, è chiamato in suo onore. Altri risultati e riconoscimenti, oltre al Distinguished Public Service Award, incluso un membro dell’Institute of Radio Engineers, Fellowship nella American Academy of Arts and Sciences, e un Dottore onorario della Scienza presso l’Università del Massachusetts, pur non avendo alcuna istruzione formale.

Per la sua invenzione, Spencer non ha ricevuto royalties, ma è stato pagato una volta $2.,00 gratuità da Raytheon, lo stesso pagamento token la società ha fatto a tutti gli inventori sul suo libro paga in quel momento per i brevetti aziendali.