Wouter Verkerke gaat zich in zijn onderzoek richten op geavanceerde data-analyse in de deeltjes- en astrodeeltjesfysica. De deeltjesfysica (de fysica van elementaire deeltjes) bestudeert de fundamentele bouwstenen van materie, en de wisselwerkingen daartussen. Met experimenten met deeltjesvernellers – zoals de Large Hadron Collider (LHC) op CERN in Genève – proberen wetenschappers antwoorden te vinden op vragen omtrent nieuwe deeltjes die ontstaan bij botsingen met hoge energieën (waaronder het Higgs-deeltje) en donkere materie. In de detectoren vinden miljoenen interacties per seconde plaats. Dit leidt tot datastromen in de orde van gigabytes per seconde en de hoeveelheid data die wordt geproduceerd blijft groeien. Data-analyse wordt daarmee steeds complexer en dus wordt het omgaan met big data en grid computing steeds belangrijker. Verkerke gaat in zijn onderzoek vooral kijken naar de invloed van systematische onzekerheden in de uiteindelijke resultaten en in combinaties van resultaten van verschillende experimenten.

Ook in het onderwijs dat Verkerke zal geven, gaat het om data-analyse en computing. Voor masterstudenten Physics gaat het om object-georiënteerd programmeren in C++. Daarnaast zal hij colleges geven op het terrein van data-analyse, statistiek verzorgen voor promovendi en honourscolleges geven voor bachelorstudenten Natuur- en sterrenkunde.

Verkerke is sinds 2004 werkzaam bij het FOM-instituut Nikhef, sinds 2014 als programmaleider van de Nederlandse bijdrage aan het ATLAS-experiment bij de LHC. Hij leidt de Nederlandse ATLAS-groep samen met prof. dr. Nicolo de Groot van de Radboud Universiteit. In 2015 ontving de groep de Snelliusmedaille van het Genootschap ter Bevordering van Natuur-, Genees- en Heelkunde voor haar bijdrage aan het onderzoek dat heeft geleid tot de ontdekking van het Higgsdeeltje. Voor zijn komst bij Nikhef werkte Verkerke bij de University of California (Santa Barbara, VS) aan het BaBar-experiment en voor zijn promotieonderzoek aan de UvA werkte hij aan het ZEUS-experiment.