Kramers var ansatt som førsteamanuensis ved Universitetet i København frem til han forlot Danmark i 1926 og returnerte til Nederland. Han begynte som professor i teoretisk fysikk ved Universitetet i Utrecht, hvor han blant annet var professor for Tjalling Koopmans. Fra 1931 og frem til sin død holdt han en stilling ved Det tekniske universitetet i Delft. Kramers var en av grunnleggerne av Mathematisch Centrum i Amsterdam. Han ble tildelt Lorentzmedaljen i 1947.