接替他的位置，担任化学工程系主任与工业化学研究所所长。他开始研究合成橡胶。1938年起他开始关注烯烃的合成。1953年意大利化学工业公司Montecatini资助纳塔研究，希望扩展由卡尔·齐格勒发现的催化剂，用于合成等规聚合物，如一直很难合成的等规聚丙烯，从此他开始和卡尔·齐格勒合作，发展了齐格勒-纳塔催化剂。1956年纳塔被诊断出患有帕金森氏症。1963年纳塔与卡尔·齐格勒共获诺贝尔化学奖，由于他的病情，他不得不由助手辅助发表自己的获奖感言。1979年5月2日纳塔在贝尔加莫去世。