Han arbeidet så i England (London og Cambridge) innen biokjemi og kom i 1959 i arbeid ved Geigy-forskningslaboratoriene i Greenburgh (Ardsley/New York). I 1968 ble han professor ved Yale University, School of Medicine i New Haven, innen feltene farmakologi og psykiatri. I 1983 fikk han et professorat ved Rockefeller University i New York, der han overtok laboratorieledelsen for molekylærbiologi og cellulær nevrovitenskap. I løpet av sin vitenskapelige karriere forsket og underviste Greengard dessuten ved Albert Einstein College of Medicine og ved Vanderbilt University.