Sanger apoi a îndreptat atenția spre analiza de molecule de acid nucleic, în special acid ribonucleic (ARN) și ADN-ul . Aceste molecule conțin sute sau mii de unități chimice mici numite nucleotide. Sanger a dezvoltat noi tehnici de nucleotide de secventiere. Prin 1977, el si echipa sa de cercetare a stabilit ordinea de mai mult de 5.000 de nucleotide de-a lungul unui fir de ADN de la un virus bacterian. Acest lucru a fost recunoscut cu secventiere a doua Premiul Nobel Sanger în 1980. Sanger și grupul său esalonate mai târziu aproximativ 16.000 de nucleotide în ADN-ul a mitocondrie umane, părțile unei celule care transforma energia chimica din alimente într-o formă de energie a celulei poate folosi. Apoi au trecut la secventa nucleotidelor 172000-plus de virusul Epstein-Barr.
El a primit Medalia Royal Royal Society în 1969, și Medalia de Copley în 1977. El a fost numit un comandant al Ordinului Imperiul Britanic în 1963. Sanger a primit William Bate Premiul Hardy a Cambridge Philosophical Society în 1976. În 1979, el a câștigat premiul Lasker Medical Research Albert de baza.
El a scris numeroase articole pentru reviste științifice. Unele dintre scrierile sale au fost colectate în documentele selectate de Frederick Sanger, cu comentarii, publicat în 1996.