929年回到美国，出任哥伦比亚大学的物理系教员。他与格雷戈里·布莱特共同开发出布莱特-拉比方程，并成功预测到施特恩-格拉赫实验能够通过改良来确认原子核的性质。他所开发的改良科技使用了核磁共振来识别原子的磁矩和核自旋，他亦因此项贡献获得了1944年的诺贝尔物理学奖。核磁共振至今已经成为了核物理与化学的重要工具。而后来由此开发的核磁共振成像使得它对医学也有重大影响。拉比在第二次世界大战期间曾在麻省理工学院的放射实验室参与过雷达的研发工作，也曾参与过曼哈顿计划。战后，他担任了美国原子能委员会顾问委员会的委员，