1717 erhielt er einen Ruf nach Jena, wo er 1718 außerordentlicher Professor für Philosophie und Altertumskunde an der Universität Jena wurde. 1719 wurde er ordentlicher Professor für Rhetorik, zudem übernahm er 1722 den Lehrstuhl für Dichtkunst. 1722 erhielt er eine außerordentliche Professur der Theologie, promovierte 1726 zum Doktor der Theologie und avancierte 1728 zum ordentlichen Professor für Theologie. 1731 wurde er Assessor am Konsistorium, war Inspektor der Eisenacher Studenten und Kirchenrat von Sachsen-Eisenach. 1737 wurde er Inspektor der Anspachischen Studenten und Anspachischer Konsistorialrat. 1741 erhielt er zudem die Inspektion über die Meininger Studenten, womit er den Titel eines Meininger-Gothaer Kirchenrats erhielt und 1742 die Position eines Kirchenrats von Coburg-Saalfeld.
Er gab umfangreiche Zusammenstellungen der Kirchen- und Dogmengeschichte heraus, besonders die „Historische und theologische Einleitung in die Religionsstreitigkeiten der evangelisch-lutherischen Kirche“ (1730–39), die „Historische und theologische Einleitung in die Religionsstreitigkeiten, welche sonderlich außer der evangelisch-lutherischen Kirche entstanden“ (1733–36) und die „Bibliotheca theologica selecta“ (1757–65). In einem auf Verlangen seines Landesherrn 1747 verfassten Gutachten setzte Walch sich mit dem Pietismus seiner Zeit auseinander und nahm gegen die Herrnhuter Brüdergemeine Stellung. 1740–53 gab er in 24 Bänden Luthers Werke auf Deutsch heraus.
Walch war seit dem 27. Dezember 1718 verheiratet mit Charlotte Katharina Buddeus (* 26. Oktober 1700 in Jena; † 4. Juni 1766 ebenda), der einzigen Tochter des Theologen Johann Franz Buddeus. Aus der Ehe stammen neun Kinder:
Charlotta Henrietta (* 5. Januar 1720 in Jena; † 5. Oktober 1723 ebd.)
Carl Georg Franz (* 3. Juli 1722 in Jena; † 24. Juli 1722 ebd.)
Carolina Wilhelmina (* 15. Januar 1724 in Jena; † 11. November 1724 ebd.)
Johann Ernst Immanuel, verheiratet 27. Dezember 1753 mit Wilhelmina Fides Friderica Hallbauer
Johann Franz Gottlob (* 23. Oktober 1728 in Jena; † 31. August 1744 ebd.), studierte Jura
Adolph Friedrich (* 25. Januar 1731 in Jena; † 19. Februar 1746 ebd.)
Karl Friedrich (* 22. September 1734 in Jena; † 20. Juli 1799 ebd.), Rechtsgelehrter, verheiratet I. 22. November 1762 mit Henrietta Amalia Tischer († 17. April 1772 in Jena), verheiratet II. 19. April 1774 mit Magdalena Maria Eccard
August Georg (* 28. April 1738 in Jena; † 7. Februar 1744 ebd.)
Io. Georgius Walchius. Publii Ovidii Nasonis. Metamorphoseon. Libri XV. Weidemann, Leipzig 1731
Historische und theologische Einleitung in die Religions-Streitigkeiten außer der Evangelisch-Lutherischen Kirche. Jena 1733–1736
Jena 1733–36. Faksimilie-Neudruck in 8 Bänden mit einem Nachwort von Dietrich Blaufuss: Frommann-Holzboog, Stuttgart-Bad Cannstatt 1972–1985, ISBN 978-3-7728-0288-1
Historische und Theologische Einleitung in die Religions-Streitigkeiten der Evangelisch-Lutherischen Kirche. Jena 1733–1739.
Faksimile-Neudruck in 8 Bänden mit einem Nachwort von Dietrich Blaufuss: Frommann-Holzboog, Stuttgart-Bad Cannstatt 1972–1985, ISBN 978-3-7728-0287-4
Dr. Martin Luthers sämtliche Schriften. Band I - XXIII in 25 Bänden. Herausgegeben von Dr. Joh. Georg Walch. Jena 1740–1753
Dr. Martin Luther Sämmtliche Schriften. Neue revidirte Stereotypausgabe. Concordia Publishing House, St. Louis, Mo. 1880–1910, catalog.hathitrust
Nachdruck der 2., überarbeiteten Auflage, St. Louis, Missouri, USA, Concordia Publishing House 1880–1910. Gross-Oesingen: Verlag der Lutherischen Buchhandlung Heinrich Harms, 1986
Walch, Johann Georg In: Die Religion in Geschichte und Gegenwart. Handwörterbuch für Theologie und Religionswissenschaft. Tübingen 1997, ISBN 3-16-118452-1
Gerald MacDonald: Die Religion derer Reformierten. Das Bild der reformierten Kirche in der lutherischen Spätorthodoxie am Beispiel Johann Georg Walchs (1693-1775). In: Thomas K. Kuhn / Hans-Georg Ulrichs (Hrsg.): Reformierter Protestantismus vor den Herausforderungen der Neuzeit (= Emder Beiträge zum reformierten Protestantismus 11). Wuppertal 2008, S. 197–207.
Leben und Charcter des wohlseeligen Herrn Kirchenraths D. Joh. Georg Walch. Jena 1777, (Online)
Johann Georg Meusel: Lexikon der vom Jahr 1750 bis 1800 verstorbenen teutschen Schriftsteller. Gerhard Fleischer d. J., Leipzig 1815, S. 360 (Online)
Johann Jakob Herzog: Realenzyklopädie für protestantische Theologie und Kirche. Rudolph Besser, Gotha 1863, 1. Aufl., Bd. 17, S. 494, (Online)
Samuel Baur: Gallerie historischer Gemählde aus dem achtzehnten Jahrhundert. Ein Handbuch für jeden Tag des Jahres. Gottfried Adolph Grau, Hof 1805, S. 472, (Online)
Christopher Spehr: Die Jenaer Lutherrezeption im früheren 18. Jahrhundert. Johann Franz Buddeus und Johann Georg Walch als theologische Akteure. In: Ders. (Hrsg.): Luther denken. Die Reformation im Werk Jenaer Gelehrter (Schriften zur Geschichte der Theologischen Fakultät Jena, Bd. 2), Leipzig 2019, S. 79–113.