El gener de 1938 Cauchois va ser nomenada cap del Laboratori de Física i Química de la Facultat de Ciències de París. Quan va esclatar la Segona Guerra Mundial, Cauchois va mantenir la continuïtat en el Laboratori, actuant com a Cap d'Estudis quan Jean Perrin va haver de fugir als Estats Units. El 1945, quan, després de l'Alliberament de París, es va destituir Louis Dunoyer de Segonzac, Cauchois va ser promoguda a professora a la Sorbona. Es va fer càrrec de la càtedra de Física i Química el 1954, succeint també Edmond Bauer per fer-se càrrec del laboratori.