フランシス・クリックとの共同作業。 ワトソンの野望は、科学における次の大発見、つまりDNAの構造に関わることでした。ロンドンのキングスカレッジのモーリス・ウィルキンスが、X線結晶学を使ってDNAを撮影したという話を聞いたワトソンは、同じ技術を使っていたケンブリッジ大学のキャベンディッシュ研究所に席を確保しました。 そこには、すでにフランシス・クリックという大学院生がいた。
ワトソンはウイルスの構造を、クリックはタンパク質の構造を研究するはずだったが、DNAから呼び出しがかかった。 ワトソンとクリックは、ライナス・ポーリングの模型作りにヒントを得て、キングズ・カレッジのX線結晶学のデータと他の研究者の知見をもとに、DNA構造の模型を作った。 一度は失敗したものの、今では有名な「二重らせん」のモデルを完成させた。 二重らせんはすぐには科学界に受け入れられませんでしたが、時間の経過とともに彼らの考えが正しかったことが明らかになり、1962年に二人はノーベル賞を受賞しました。