Als Gastsänger wirkte er bereits ab der Spielzeit 1996/97 bei Aufführungen an der Deutschen Oper Berlin mit. Intendant Götz Friedrich nahm ihn 1998 in das feste Ensemble der Deutschen Oper Berlin, dem er bis August 2003 angehörte. Dort übernahm er  in der Wiederaufnahme der Oper "Der Prinz von Homburg" anstelle von René Kollo die Partie des Kufürsten. Desweiteren sang Ralf Willershäuser an der Deutschen Oper Berlin die Partien Erik (Der fliegende Holländer), Jim Mahonny (Mahagonny), Froh (Rheingold), Dimitri (Boris Godunow), 1. Geharnischter (Die Zauberflöte), Lepreux (Francois d’Assis), Aegisth (Elektra) sowie das Tenorsolo in “Das Lied von der Erde“ von Gustav Mahler und den Liederzyklus “Aus der jüdischen Volkspoesie“ von Dimitri Schostakowitsch.

Im Jahre 2002 sang Ralf Willershäuser erstmals die Rolle des Lohengrin am Staatstheater Darmstadt. Darauffolgend interpretierte er konzertant anlässlich des Schleswig-Holstein Festivals Gustav Mahlers „Das Lied von der Erde“ und die Partie des Florestan der Oper Fidelio von Ludwig van Beethoven. Das Orchester der Neuen Philharmonie Westfalen engagierte ihn in der Rolle des Siegmund in Richards Wagners Oper „Die Walküre“ anlässlich der Ruhrfestspiele unter der Leitung von GMD Heiko Förster.

Seit dieser Zeit hat Ralf Willershäuser an über 30 Opernhäusern im In- und Ausland Opern und Konzertabende im Heldentenor und Baritonfach gesungen. Er sang Konzerte unter anderem an der Berliner Philharmonie und im Konzerthaus am Gendarmenmarkt sowie in der Kölner Philharmonie. Neben Tenor und Baritonpartien deutscher, italienischer, französischer sowie russischer und tschechischer Opern, umfasst sein Repertoire Musicals, Operetten und Werke von modernen Komponisten.         

Ralf Willershäuser hat unter anderem mit den Dirigenten Christian Thielemann, Jiri Kout, Julius Rudel, Vladimir Jurowski, Michail Jurowski, Marc Albrecht, Jun Märkl, Lawrence Foster und Stefan Blunier zusammengearbeitet.

Rundfunkaufnahmen entstanden mit dem Berliner Rundfunkchor mit der “Deutschen Motette“ von Richard Strauss (Tenorsolo) und dem “Vater unser“ von Leo Janacek (Tenorsolo). 

Mit dem Orchester der Deutschen Oper Berlin wurden Aufnahmen von D. Schostakowitschs Liederzyklus „Aus jüdischer Volkspoesie“, mit den Berliner Symphonikern von Beethovens 9. Sinfonie und in dem Deutschen Haus Flensburg von Gustav Mahlers „Lied von der Erde“ gemacht. CD-Produktionen der Opern „Die Zauberflöte“ von W.A. Mozart der Ludwigsburger Festspiele unter der Leitung des Dirigenten Wolfgang Gönnenwein und „Der Corregidor“ von Hugo Wolf unter der Leitung von Jun Märkl sind erhältlich.

Gastsänger

Opernhäuser: Deutsche Oper Berlin, Komische Oper Berlin, Nationaltheater Mannheim, Landestheater Gelsenkirchen, Staatstheater Kassel, Hamburgische Staatsoper, Opernhaus Köln, Staatstheater Hannover, Nationaloper Athen, Theater Regensburg, Stadttheater Klagenfurt, Staatstheater Cottbus, Landestheater Magdeburg, Luzerner Theater, Theater Sankt Gallen, Opernhaus Palermo, Staatstheater Stuttgart, Theater Erfurt, Hessisches Staatstheater Wiesbaden, Staatstheater Darmstadt. Städtische Bühnen Freiburg, Stadttheater Gießen, Theater Rostock, Brandenburger Theater, Teatro Comunale di Ferrara, Teatro Comunale di Modena, Teatro Regio di Parma, Teatro di Bologna, Theater Nordhausen, Theater Rudolstadt, Landestheater Coburg, Staatstheater Cottbus, Theater Gelsenkirchen, Theater Gera/Altenburg, Theater Flensburg, Theater Schleswig, Theater Rendsburg

Festspiele

Ruhrfestspiele Recklinghausen (Walküre-Siegmund), Chiemgau Festspiele (Fliegender Holländer-Erik, Beethovens 9. Sinfonie-Tenorsolo), Heidenheimer Festspiele (Fliegender Holländer), Schleswig-Holstein Festival (Fidelio-Florestan, Lied von der Erde-Tenorsolo), Ludwigsburger Festspiele (Die Zauberflöte-1. Geharnischter)  

Gesangsdozent

Neben seiner Sängertätigkeit ist Ralf Willershäuser ein gefragter Gesangsdozent. Er gibt Gesangsunterricht in seinem Gesangsstudio bei Gießen und weltweit online auf der Basis der Belcanto-Technik des deutschen und italienischen Faches sowie des Kunstliedes. Spezialgebiet ist die Schulung des Wissens um die Behandlung der Stimmregister. Spezielle Registerübungen führen zu einer natürlichen Verbindung des Kopf- und

Brustregisters, insbesondere im Passaggio. Dadurch wird dem Schüler erst der freie Zugang zur Höhe ermöglicht.