场论的基础。回到剑桥之后开始与P·G·L·卡普尔合作研究超导现象及液态氦。核反应的分散公式最初是由格雷戈里·布莱特和尤金·维格纳以微扰理论得出，但卡普尔和佩尔斯所推导出的此公式还包括了通用条件。这项计算现在被称为卡普尔-佩尔斯推导。他于1937年就任伯明翰大学数学物理学教授一职。
第二次世界大战.他于1939年与奥托·罗伯特·弗里施及詹姆斯·查德威克开始进行原子研究。讽刺的是，佩尔斯及弗里施之前都因为外国背景而被禁止参与雷达这项机密研究。
弗里施-佩尔斯备忘