以后，谈及参与曼哈顿计划的感受，伍兹说道：
战后经历.战后，利昂娜·伍兹回到了芝加哥大学，加入原子能研究所（，现恩里科·费米研究所）。她参与到重水反应炉的建设中，找出了一种使中子束百分之百自旋极化的方式，并测定了多种材质中子的折射率。1949年，她的第二个孩子约翰·马歇尔三世（）出生。1953年，她成为芝加哥大学助理教授。费米1954年去世后，他领导的研究团队随即散伙，马歇尔夫妇开始分居两地。约翰·马歇尔回到洛斯阿拉莫斯实验室，伍兹便成了单身妈妈。1957年，她成为普林斯顿高等研