Brillhart a travaillé entre autres sur les algorithmes de factorisation d'entiers ; vers 1970 il implémente avec Michael Morrison une méthode de factorisation basée sur les développements en fraction continue (la méthode de factorisation par fraction continue), décrite initialement par Lehmer et Ralph Ernest Powers[3], mais qui est resté ignorée pendant longtemps, et a factorisé avec cette méthode le septième nombre de Fermat[4]. Il a travaillé également, dans les années 1960 et 1970, avec Lehmer et John L. Selfridge à l'amélioration du Test de primalité de Fermat. Avec Selfridge, Lehmer, Samuel Wagstaff et d'autres il a participé au projet Cunningham de factorisation de nombres de la forme pour certains entiers , publiés sous forme de tables.
Brillhart travaille à l’édition des œuvres de Leonard Carlitz.
John David Brillhart, Derrick H. Lehmer, John L. Selfridge, Bryant Tuckerman et Samuel S. Wagstaff, Factorization of , b=2,3,5,6,7,10,11,12, up to high powers, American Mathematical Society, coll. « Contemporary Mathematics » (no 22), 1983, 1988, 2002, 265 p. (ISBN978-0-8218-3301-8, présentation en ligne, lire en ligne) — La 1re édition date de 1983 la 2e édition est parue en 1988. La 3e édition est parue en 2002, sous forme électronique seulement[5].
↑Derrick H. Lehmer et Ralph E. Powers, « On Factoring Large Numbers », Bulletin of the American Mathematical Society, vol. 37, no 10, , p. 770–776 (DOI10.1090/S0002-9904-1931-05271-X)
↑Michael A. Morrison et Brillhart, John, « A Method of Factoring and the Factorization of F7 », American Mathematical Society, vol. 29, no 129, , p. 183–205 (DOI10.2307/2005475, JSTOR2005475, lire en ligne)