Watson înscriși la școală absolvent de la Universitatea Indiana din Bloomington pe o bursă. În timp ce la Indiana. Watson a efectuat teza de doctorat sub supravegherea bacteriolog italian Salvador Luria Edward. Cercetare Watson sa concentrat pe efectul de raze X pe multiplicarea unui fag, sau virus bacterian. În vara anului 1948, Watson și Luria a călătorit în Cold Spring Harbor Laboratory. A fost prima vizită a lui Watson la facilitatea și el a fost acolo pentru a lua un curs de trei săptămâni, predate de către Max Delbrück, un biolog german, care a publicat o lucrare de reper pe genetica de fagi. Watson completat titlul de doctor gradul în 1950 și apoi a petrecut un an cercetarea biochimie a ADN-ului de la Universitatea din Copenhaga pe o bursa post-doctoral Consiliul National de Cercetare.
În primăvara anului 1951, Watson a participat la o conferință științifică la Napoli, Italia. Acesta a fost la acest simpozion care Maurice Wilkins, un cercetator de la Colegiul de laborator genetica King din Londra, a vorbit despre munca sa cu raze X asupra ADN-ului si a aratat o fotografie pe care o luase cu ajutorul tehnicii. Vorbesc a avut o influență profundă asupra Watson și a stârnit interesul în acest subiect. La scurt timp după aceasta, Watson a auzit despre Linus Pauling Carl e modele prezentând structura parțială a proteinelor. Inspirat de a urmări această linie de muncă, Watson aranjate pentru a ajuta John Cowdery Kendrew la Laboratorul Cavendish din Cambridge, Anglia, pentru a studia structura proteinelor.
În toamna anului 1951, Watson a venit la Cambridge in cadrul unui grant de la Fundația Națională a infantile Paralizia. Într-un efort de a economisi bani, el a trăit într-o cameră în casa lui Kendrew. Watson a aflat curând că a
