Midgley var en nøkkelfigur blant en gruppe kjemikere, ledet av Charles F. Kettering, som utviklet tetraetylbly (TEL) – bly – som tilsetningsstoff i bensin. Der oppdaget Midgley at tilsetning av TEL til bensin forhindret forbrenningsmotorer fra å lage en bankelyd. Selskapet kalte stoffet for "Ethyl", og unngikk i all omtale, rapporter og reklame at TEL innholdter bly. I 1923 tok Midgley en lengre ferie for å kurere seg selv etter at han var blitt blyforgiftet. Etter cirka et års arbeid i organisk bly ble lungene hans kraftig påvirket, og han fant ut at det var nødvendig å komme vekk fra arbeidet med stoffet og i stedet få mye frisk luft. Han dro til Miami i Florida for rekonvalesensen.