Az uppsalai obszervatórium asszisztense volt. Ezután a Stockhomi Csillagvizsgáló munkatársa lett, 1927-ben ugyanitt igazgatóvá nevezték ki, 1965-ig töltötte be ezt a posztot. Az ő tervei alapján költöztették át 1931-ben az obszervatóriumot a közeli Saltsjöbadenbe, és modernizálták a felszereléseket.
Az 1920-as évek elején Jacobus C. Kapteyn holland csillagász és mások statisztikai vizsgálatokkal megállapították, hogy a csillagok általában két térbeli irány valamelyikébe látszanak mozogni. Lindbladnak 1926-ban sikerült megmagyaráznia ezt a csillagáramlásnak nevezett jelenséget a Tejút forgásával. Ezzel a felismeréssel elsőként szolgáltatott bizonyítékot a galaxis forgására. Elméletét a holland Jan Oort hamarosan egyértelműen igazolta.
Lindblad az elsők között határozta meg a távoli
csillagok abszolút magnitúdóját a színképük
alapján. Saját színképosztályozási
rendszert dolgozott ki, ezt használta fel sok távoli csillag
abszolút magnitúdójának, ezen keresztül
pedig távolságának és tranzverzális
sebességének a meghatározására. Lindblad
1948-tól 1952-ig a Nemzetközi Csillagászati Unió
elnöke volt.