1961年间，罗利于朱利安·列文森基博士（Dr. Julian Levinson）基金会儿童发育障碍部门任研究员职位，并在伊利诺大学芝加哥分校医学教授神经内科。1962年，罗利离开英格兰并回到芝加哥大学血液科担任副研究员，并开始研究正常与非正常人类染色体的DNA复制。1969年，罗利升格为副教授，并在1977年担任全职教授。在1970年代，罗利利用奎纳克林荧光（quinacrine fluorescence ）和吉姆萨染液的方法来确认染色体，并发现某些白血病相关的遗传异常与费城染色体有关。染色体易位过程