w 1939 roku Spencer stał się jednym z wiodących światowych ekspertów w projektowaniu radarów. Spencer pracował w firmie Raytheon, zleceniodawcy Departamentu Obrony USA, jako szef wydziału rur zasilających. Podczas pracy w Raytheon Spencer opracował bardziej wydajny sposób produkcji magnetronów, zwiększając produkcję z 100 do 2600 magnetronów dziennie. Dzięki swojej reputacji i wiedzy, Spencer pomógł Raytheonowi wygrać rządowy kontrakt na opracowanie i produkcję radiolokacyjnego sprzętu bojowego dla laboratorium radiacyjnego M. I. T., Miało to ogromne znaczenie dla aliantów II Wojny Światowej i stało się drugim najważniejszym projektem wojskowym podczas II Wojny Światowej, po Projekcie Manhattan. Za swoją pracę został odznaczony Distinguished Public Service Award przez US Navy.

pewnego dnia budując Magnetrony, Spencer stał przed aktywnym radarem, kiedy zauważył, że batonik, który miał w kieszeni, stopił się. Spencer nie był pierwszym, który zauważył to zjawisko, ale jako pierwszy zbadał je., Postanowił eksperymentować z wykorzystaniem żywności, w tym ziaren popcornu, który stał się pierwszym na świecie popcornem mikrofalowym. W innym eksperymencie, jajko zostało umieszczone w czajniku do herbaty, a magnetron został umieszczony bezpośrednio nad nim. W rezultacie jajko eksplodowało w twarz jednego z jego współpracowników, który patrzył do czajnika, aby obserwować. Spencer stworzył wtedy pierwszą prawdziwą kuchenkę mikrofalową, podłączając generator pola elektromagnetycznego o dużej gęstości do zamkniętej metalowej skrzynki. Magnetron emitował mikrofale do metalowej skrzynki blokując każdą ucieczkę, pozwalając na kontrolowane i bezpieczne eksperymenty., Następnie umieszczał różne przedmioty spożywcze w pudełku, obserwując efekty i monitorując temperaturę.

8 października 1945 roku Raytheon wniósł patent USA na kuchenkę mikrofalową, ostatecznie nazwaną Radarange. W 1947 roku pierwsza komercyjnie produkowana kuchenka mikrofalowa miała około 6 stóp wysokości, ważyła około 750 funtów i kosztowała około 5000 USD. W 1967 roku w sprzedaży pojawiła się pierwsza stosunkowo niedroga (495 dolarów) i w rozsądnych rozmiarach (z blatem) kuchenka mikrofalowa.

Spencer został Starszym Wiceprezesem i starszym członkiem Rady Dyrektorów w Raytheon., Otrzymał 300 patentów w trakcie swojej kariery, a budynek w Raytheon Missile Defense Center w Woburn w stanie Massachusetts został nazwany na jego cześć. Inne osiągnięcia i nagrody, oprócz Distinguished Public Service Award, obejmowały członkostwo w Institute of Radio Engineers, Fellowship w American Academy of Arts and Sciences oraz Honoris Causa University of Massachusetts, pomimo braku formalnego wykształcenia.

za swój wynalazek Spencer nie otrzymał honorariów licencyjnych, ale otrzymał jednorazowo 2 dolary.,00 gratyfikacja od Raytheon, taka sama zapłata, jaką firma wypłaciła wszystkim wynalazcom z listy płac w tym czasie za patenty firmowe.