I løpet av de neste ti årene arbeidet han både ved Harvard og Case Western Reserve University. I 1942 dro han å jobbe for Wellcome Research Laboratories, der han begynte å jobbe sammen med forskeren Gertrude Elion i 1944. De samarbeidet blant annet om å finne opp behandlingsformer for flere dødelige sykdommer som f. eks. Leukemi, malaria, herpes, aids og flere bakterielle infeksjoner som kan få en dødelig utgang uten medisiner.