研究所的罗纳托·杜尔贝科实验室做博士后研究，专攻SV40的转录调控。在杜尔贝科的鼓励下，利根川于1971年转入瑞士（当时所长是Niels Kaj Jerne），研究领域从分子生物学转变为免疫学，并进行了里程碑式的免疫学研究。1981年，利根川成为麻省理工学院（MIT）的教授。1994年，他被任命为MIT学习和记忆中心的第一任主任，并领导皮考尔学习和记忆学院的发展。利根川于2006年辞去主任职，目前担任皮考尔神经科学和生物学教授，以及霍华德·休斯医学研究所研究员。自2009年起，利根川也担任理化学研究