担任玻恩的助手，1924年获得大学任教资格。从1924年至1927年，海森堡在哥廷根担任讲师。1924年9月17日至1925年5月1日，由于一项国际教育委员会洛克菲勒基金会奖学金的支持，海森堡与哥本哈根大学物理主任玻尔进行研究。之后他回到哥廷根和尼尔斯·玻尔（1922年诺贝尔物理学奖）共事并共同发表了矩阵力学。1926年又前往哥本哈根大学教授理论物理学。1927年，发展了海森堡不确定性原理，为后来知名的哥本哈根诠释奠定了基础，于同年，年仅26岁的海森堡被任命为莱比锡大学的教授，他的第一篇论文发表于莱比钖