Sammen med Dirk Coster oppdaget han grunnstoffet hafnium i København i 1923. Mellom 1926 og 1934 var han professor ved Universitetet i Freiburg. Etter at nazistene overtok makten flyktet han til København hvor han jobbet Instituttet for teoretisk fysikk under ledelse av Niels Bohr. Instituttet hadde blitt et fristed for fysikere av jødisk opphav, og de tyske fysikerne Max von Laue og James Franck hadde deponert sine Nobelprismedaljer der for at nazistene ikke skulle konfiskerte dem. Da Tyskland invaderte Danmark i 1940 løste Hevesy opp medaljene i kongevann, slik at de unngikk å bli oppdaget. Etter krigen ble gullet felt ut og benyttet til å prege erstatningsmedaljer. Han flyktet til Sverige i 1943, og virket deretter ved Stockholms universitet frem til 1961.