Macleods hovedarbeide var på metabolisme av karbohydrater og hans forsøk med Frederick Banting og Charles Best i oppdagelsen av insulinet for behandling av diabetes. For dette ble Banting og Macleod tildelt Nobelprisen i fysiologi eller medisin i fellesskap. Macleod ble tildelt halvparten for oppdagelsen av insulinet, selv om mange (inkludert Banting) offentlig insisterte på at Maclods involvering var minimal, og at at Bests arbeid hadde vært essensielt. Uansett var det Macleods undersøkelsesplan og hans forslag som til slutt førte til den suksessfulle isolasjonen av insulinet.