Han forlot Manhattanprosjektet før atombomben var ferdig og returnerte til Liverpool i januar 1945. I Chadwicks fravær var Rotblat fungerende leder for laboratoriet i Liverpool. Britiske myndigheter ønsket etter krigen å undersøke muligheten for atomkraft og etablerte en Advisory Committee on Atomic Energy med Chadwick som medlem. Rotblat ga i forbindelse med komiteens virke blant annet viktig bidrag til videreutvikling av fototeknikk for å påvise elementærpartikler, dette skjedde dels i samarbeid med Kodak og Ilford Photo. Cecil Powell brukte og videreutviklet denne teknikken da han påviste pi meson som Powell ble tildelt nobelprisen i 1950 for. Rotblat ledet arbeidet med utvikling av kraftigere partikkelakseleratorer. I 1950 tok Rotblat doktorgraden (PhD) i Liverpool og i 1953 doktorgraden (DSc) ved University of London.