Aus Selbstversuchen entwickelte er seine berühmte Methode, die ihm später den Beinamen "Vater des Joggings" einbrachte. Das Prinzip der Methode besteht in einem monatelangem Aufbautraining im "Steady State"-Tempo, wofür er selbst extreme Strecken bis zu 400 Kilometer pro Woche absolvierte. Unter dem "Steady State" versteht man das ideale Lauftempo, das den Körper zwar fordert, aber auch über längere Strecken nicht zur völligen Erschöpfung bringt. Bei idealem Tempo befindet sich der Körper im aeroben Bereich, in dem die Muskeln während des Trainings optimal mit Sauerstoff versorgt werden. Ein zu schnelles Tempo bringt den Körper in den anaeroben Bereich, der für Kurzatmigkeit und schmerzende Muskeln sorgt.

Lydiards Methode beruht darauf, dass dauerhaftes Training im Steady State die Sauerstoffversorgung der Muskeln erheblich steigert, indem sich neue Kapillare bilden, die hauchfeinen Adergefäße. Das dauerhafte Ausdauertraining während aller Vorbereitungsphasen auf einen Wettkampf war in den sechziger Jahren revolutionär. Bis dahin dominierte bei den Trainingsmethoden die Intervallmethode, bei der statt gleichbleibender Belastung zwischen dem aeroben und anaeroben Bereich gewechselt wird. Um zu testen, in welchem Zustand man sich befindet, empfiehlt Lydiard, zunächst fünf Minuten in einem bequemen Tempo zu laufen und anschließend umzukehren. Hat man nach fünf Minuten den Anfangspunkt nicht erreicht, hat man in den anaeroben Zustand gewechselt und muss darauf achten, das Tempo nicht zu erhöhen.

Der internationale Durchbruch gelang Arthur Lydiard bei den Olympischen Sommerspielen 1960, als seine beiden neuseeländischen Schützlinge Peter Snell und Murray Halberg kurz nacheinander beide Gold auf 800 und 5000 Metern gewannen. Es folgten weitere Medaillen bei den Sommerspielen von 1964 und 1972 von Läufern unter seiner Trainerschaft. Lydiard trainierte dabei nicht nur neuseeländische Sportler, sondern auch für Finnland, Venezuela und Mexiko. Nach Gründung des ersten Jogging-Clubs in Neuseeland 1961 verbreitete sich seine Methode in die USA und weitere Länder und Lydiard hielt regelmäßig Seminare und Vorträge ab.