毒的繁殖方式为「单一步骤」，而不是如一般细胞生物是以指数成长方式。1941年，他与玛莉·布鲁斯结婚，两人育有四名子女。二次大战结束之后，德尔布吕克留在美国，他在范德堡大学一方面教授物理学，一方面进行遗传学研究。到了1942年，他与印第安那大学的萨尔瓦多·卢瑞亚（Salvador Luria）指出细菌对病毒的抵抗力，是来自随机突变，而不是适应上的变异。他们的研究被称作「卢瑞亚-德尔布吕克实验」，这项研究利用了数学，来对不同模型作量化预测。德尔布吕克在1947年回到了加州理工学院，担任生物学教授直到19