Dixon og Mason inngikk en avtale i 1763 med eierne av Pennsylvania og Maryland, Thomas Penn og Frederick Calvert, 7. baron Baltimore, om assistere med å løse grensetvist mellom de to provinsene. De kom til Philadelphia i november 1763 og begynte arbeidet mot slutten av året. Undersøkelsen var ikke fullført før mot slutten av 1766, deretter arbeidet de videre med å måle graden av jordens lengdegrad på Delmarvahalvøya i Maryland på oppdrag for Royal Society. De gjorde også en rekke målinger av tyngdekraften med det samme instrumentet som Dixon hadde benyttet med Maskelyne i 1761. Før de reiste tilbake til England i 1768 ble de begge medlemmer av Det amerikanske samfunn for fremme av nyttig kunnskap, som det het den gang, i Philadelphia. Samfunnet var en diskusjonsgruppe som ble grunnlagt i 1743 av Benjamin Franklin, og er i dag et museum og forskningssenter.