Pillard is also well known for a series of studies he coauthored with the psychologist J. Michael Bailey, which examined the rate of concordance of sexual identity among monozygotic twins, dizygotic twins of the same sex, non-twin siblings of the same sex, and adoptive siblings of the same sex.
Bekanntheit erlangte Pillard außerdem für eine Reihe von Studien, die er zusammen mit dem Psychologen J. Michael Bailey verfasste, die die Konkordanzrate der sexuellen Identität bei eineiigen Zwillingen, zweieiigen Zwillingen des gleichen Geschlechts, Nicht-Zwillingsgeschwistern des gleichen Geschlechts und Adoptivgeschwistern des gleichen Geschlechts untersuchten.