Han ble professor i teoretisk fysikk ved Stockholm Universitet i 1930. I 1958 publiserte han et arbeid for Det Kongelige Norske Videnskabers Selskab hvor han to år senere ble innvalgt som medlem. Igjen var det problemet rundt kvantemekanikk og relativitetsteorien som opptok han, denne gangen dynamikken til Dirac-partikler i krumme rom beskrevet ved Einsteins generelle relativitetsteori. Oskar Klein døde i 1977.