1912年至1914年间进行的研究成果而与古斯塔夫·路德维希·赫兹共同获得1925年度的诺贝尔物理学奖。这些研究成果中包括证实玻尔模型正确的弗兰克-赫兹实验。1920年，弗兰克成为格丁根大学第二实验物理学院院长。在此期间，弗兰克与理论物理学院院长马克斯·玻恩共同研究量子物理学。
美国.1933年，纳粹党执政后，弗兰克离开德国前往美国继续其研究。他最初是在巴尔的摩的约翰斯·霍普金斯大学，一年后他又去了丹麦和芝加哥。就在那个时候，弗兰克加入了第二次世界大战中的曼哈顿计划。他还成为芝