起初，吳健雄的實驗組做了幾個具有放射源的晶體，她把這些晶體帶到華盛頓，放入國家標準局實驗室極冷環境中，發現放射源極化隻能維持幾秒鍾，根本無法進行觀測。極化為什麼會這麼快消失呢？吳健雄查了許多資料，最後找到極化很快消失的原因，是放射源輻射產生的熱使溫度升高而有擾動造成的。為了解決這個問題，必須用一個大的晶體把整個帶放射源的小晶體屏蔽其中，阻隔溫度上升。這樣一來，他們又麵臨了生長出大晶體的重大困難。
生長晶體是化學領域中專門的技術。昊健雄請教了一些化學晶體專家，結果發現，要得到實驗所需要的那樣大小的晶體，必須要有精密的設備和很長時間才能完成。吳健雄那個時候既沒有太多經費，時間又相當緊迫。於是她讓化學實驗助理佛列許曼到化學係圖書館找出所有有關這種晶體的資料。佛列許曼在化學係圖書館書架頂上，找到了一本蓋滿了灰塵、十分厚重、半個世紀前德國出版的有關晶體資料的參考書。吳健雄在這本書裏找到了許多她想知道的關於晶體的知識，憑著這些知識，她和她的研究生在哥倫比亞大學普平物理實驗大樓地下的實驗室中，開始了生長晶體的工作。起初，她們隻能生長出幾毫米大小的晶體，但是這種大小卻不符合實驗的要求。
一天晚上，她的一位女研究生畢阿娃提把一些製晶體的化學成分帶回家去，她在做晚飯時，把裝有晶體成分的玻璃燒杯放在爐台上，由於爐台的溫度，在燒杯中融入了大量的晶體化學成分，第二天早上，意外地發現在燒杯中長出了一塊1厘米左右的晶體，透明剔亮，十分漂亮。吳健雄見到這個結果，喜出望外，聰明的她馬上就想到一個克服困難的辦法，就是利用燈光加熱並且讓晶體均勻冷卻的方式，來大量生長晶體。她們在實驗室中花了三個星期的時間，得到十個足夠大的、完美的單晶。
有了這些被安伯勒稱為“像鑽石一樣美麗的晶體”之後，吳健雄和4個國家標準局的科學家，正式開始他們的實驗。科學實驗碰上各種困難，本來就是科學家最大的挑戰，吳健雄他們從事的實驗，由於特別精細和複雜，因此更是遭遇許多意想不到的問題，進展也十分不順利。
有一次，他們為了將晶體組合起來，形成一個大的屏蔽，必須在晶體上鑽孔，再將之粘合起來，他們得到晶體專家的意見，才知道要用壓力向內的牙醫牙鑽鑽孔，才不會使很薄的晶體崩裂。而粘合晶體的粘接劑，在極低的溫度中會失效，他們又改用肥皂，甚至用尼龍細線綁住。另外，如何克服在液態氮低溫下，液體變成超流體而引起的外泄問題，以及如何將在低溫環境的β衰變的測量，利用一枝長的透明樹脂棒導出觀測等，都花了相當多工夫。憑著吳健雄和國家標準局4位科學家過去的多年經驗，才一一克服了這些困難。
在實驗的進行過程中，由於吳健雄在哥倫比亞大學還有教學和研究工作，因此每個星期總是華盛頓和紐約兩頭跑，並不是所有的時間都在國家標準局的實驗室。11月間，實驗顯示出一個很大的效應，大家都很興奮，吳健雄得到消息趕緊趕過去，一看，覺得那個效應太大，不可能是所要的結果。後來，他們檢查了實驗裝置，發現這個太大的效應果然是由於裏麵的實驗物件，因磁場造成應力而塌垮了所造成的。他們經過重新安排，到12月中旬，再次看到一個比較小的效應，吳健雄斷定這才是他們要找的效應。
吳健雄一向是以實驗謹慎精確著稱的，因此盡管他們找到了初步結果，但是她的態度依然是謹慎的，她認為在向外宣布結果以前，必須經過更多更精確的查證。在這同時，吳健雄還指導她的研究生，開始進行一些數據處理及計算，看一看實驗數據是否真正顯示了β衰變的宇稱不守恒效應。
隨著吳健雄實驗的進展，物理學界已漸漸開始有更多人談論這件事，不同的故事和傳言紛紛出現，形成了一種極端熱烈的氣氛。但是有很多很有名氣的科學家都認為檢驗弱相互作用中宇稱是否守恒的實驗是一個瘋狂的實驗，做這個實驗的人簡直是浪費時間。就連在美國科學界才華橫溢、以質疑尖銳、一生軼事多著稱的費曼還提議，以一萬比一來賭這個實驗絕不會成功。
吳健雄在外界的巨大壓力之下，一點兒也沒有掉以輕心。1956年聖誕節時，他們的實驗差不多已經是成功了。但是吳健雄十分擔心，一方麵她很難相信自然會有如此奇怪的現象，另一方麵也怕他們在實驗中犯了什麼錯誤，於是她決定暫時不向外界透露實驗的結果。