I 1948 emigrerte Klingberg til den nylig etablerte staten Israel. Han tjenestegjorde i Israels forsvar, og i mars 1950 avanserte han til oberstløytnant. I 1957 sluttet Klingberg seg til det da topphemmelige Israel Institute for Biological Research (IIBR) som ligger litt sør for Tel Aviv, hvor han tjenestegjorde som assisterende forskningssjef frem til 1972. Klingberg var professor i epidemiologi ved det medisinske fakultet ved Tel Aviv universitetet fra 1978 til 1983.