Prosiguió su formación en bioquímica, de Duve inició una cita de dieciocho meses en el Instituto Médico Nobel en Estocolmo, en el laboratorio de Hugo Theorell, para recibir el Premio Nobel en 1955.Duve luego pasó seis meses como becario de la Fundación Rockefeller en la Universidad de Washington Escuela de Medicina, trabajando en el laboratorio de Carl y Gerty Cori, quien recibió el Premio Nobel mientras él estaba allí.