后，水岛昇留校攻读医学研究科。其后，进行免疫学研究的他，决定专注于免疫细胞间的沟通与细胞内部现象。1996年完成博士课程，取得医牙大医学博士学位。
职业生涯.博士班毕业后，在博士后研究员阶段成为的特别研究员。当时的水岛读到教授大隅良典关于自噬研究的论文，深受影响，因此申请加入大隅研究室。1998年开始在基础生物学研究所兼职。1999年专职担任的「魄力21」研究员。2002年担任基础生物学研究所助手。2004年担任东京都临床医学综合研究所代谢控制研究部门的室长。2006年回到母校