霍普金斯大學以醫學和生物學見長，辦學方向側重於研究生教育，特別是它非常強調基礎研究和培養學生的動手實驗能力。這所大學生物學專業的教學目的，不像當時美國其他大學那樣主要是為了在醫學和農業生產中的應用，而是側重於基礎科學研究，並且課程幾乎都是在實驗室裏上的，純粹的課堂講授實際上是被取消了。學校還非常重視通過實驗培養學生嚴謹求實的科學精神和嚴肅認真的工作態度。當時的生物學係主任馬丁教授曾告誡我們：“不要以為實驗室中的設備是自動化的‘生理灌腸機’——從這頭塞隻動物進去，扳手一拉，另一頭就出來了重要的科學發現。”在教學思想和教學方法上，霍普金斯大學走在了美國其他大學的前麵，這也是它後來培養出7名諾貝爾生理學及醫學獎獲得者、成為世界著名學府的成功原因之一。
霍普金斯大學富有特色的教學方法，為我日後的研究打下了良好的基礎，並形成了“一切都要經過實驗”的信條，他崇信實驗結果更勝於權威們的結論。我曾經對達爾文的進化論和孟德爾的遺傳學說抱有懷疑態度，但實驗得出的結果，使我最終信服了上述學說，並使之得到發展和完善。之後我取得的一係列重要研究成果，幾乎都是從實驗中得來的。兩年後，我獲得了碩士學位，同時，我的母校肯塔基州立學院寄來了博物學教授的聘書。盡管當時父親沒有固定工作，家境十分窘迫，迫切需要作為長子的我肩負起家庭經濟的重擔。但此時的我已經堅定了從事生物學基礎研究的理想，我留在了霍普金斯大學，繼續攻讀博士研究生。
在攻讀博士研究生期間和獲得博士學位後的10多年裏，我主要從事實驗胚胎學的研究。1900年，即孟德爾逝世16年後，他的遺傳學說才又被人們重新發現。我也逐漸將研究方向轉到了遺傳學領域。起初很相信這些定律，因為它們是建立在堅實的實驗基礎上的。但後來，許多問題使我越來越懷疑孟德爾的理論，我曾用白腹黃側的家鼠與野生型雜交，得到的結果五花八門。但與此同時，德弗裏斯的突變論卻越來越使我感到滿意，我開始用果蠅進行誘發突變的實驗。而我的實驗室被同事戲稱為“蠅室”，裏麵除了幾張舊桌子外，就是培養了千千萬萬隻果蠅的幾千個牛奶罐。
1910年5月，這裏產生了一隻奇特的雄蠅，它的眼睛不像同胞姊妹那樣是紅色，而是白的。這顯然是個突變體，並且注定會成為科學史上最著名的昆蟲。這時我家裏正好添了第三個孩子，當我去醫院見到妻子時，妻子的第一句話就是“那隻白眼果蠅怎麼樣了？”我的第三個孩子長得很好，而那隻白眼雄果蠅卻長得很虛弱。我極為珍惜這隻果蠅，將它裝在瓶子裏，睡覺時放在身旁，白天又帶回實驗室。它這樣養精蓄銳，終於同一隻正常的紅眼雌蠅交配以後才死去，留下了突變基因，以後繁衍成一個大家係。這個家係的子一代全是紅眼的，顯然紅對白來說，表現為顯性，正合孟德爾的實驗結果，我不覺暗暗地吃了一驚。後來又使子一代交配，結果發現了子二代中的紅、白果蠅的比例正好是3∶1，這也是孟德爾的研究結果，於是我對孟德爾更加佩服了。我決心沿著這條線索追下去，看看動物到底是怎樣遺傳的。經過進一步觀察，發現子二代的白眼果蠅全是雌性，這說明性狀的性別的因子是連鎖在一起的，而細胞分裂時，染色體先由一變二，可見能夠遺傳性狀，性別的基因就在染色體上，它通過細胞分裂一代代地傳下去。
染色體就是基因的載體！我和我的學生還推算出了各種基因的染色體上的位置，並畫出了果蠅的4對染色體上的基因所排列的位置圖。基因學說從此誕生了，男女性別之謎也終於被揭開了。從此遺傳學結束了空想時代，重大發現接踵而至，並成為20世紀最為活躍的研究領域。為此，我榮獲了1933年諾貝爾生理學及醫學獎。我是霍普金斯大學，也是美國的第一位諾貝爾生理學及醫學獎得主；同時還是第二位因遺傳學研究成果而榮獲諾貝爾獎的科學家。