他不喜欢纽哈芬，所以在1930年回到欧洲。从1930年至1934年间，他先后在柏林大学及巴黎的巴斯德研究院进行研究。查戈夫在1935年移居到纽约，并在哥伦比亚大学进行生理化学研究。他后来大部分的研究生涯都在这里度过。查戈夫在哥伦比亚大学期间发表了许多论文，主要是核酸领域的研究，例如使用色谱法来分析DNA结构。在奥斯瓦尔德·埃弗里于1944年进行遗传分子的实验后，查戈夫开始对DNA产生兴趣。他在1950年发现DNA中的腺嘌呤与胸腺嘧啶数量几乎完全一样，鸟嘌呤与胞嘧啶的数量也是一样。这项发现后来成为查戈夫第