Între 1919 și 1922 a fost membru al New College, Universitatea Oxford, apoi s-a mutat la Universitatea Cambridge, unde a acceptat un post de lector în biochimie la Trinity College și a predat acolo până în 1932. În timpul celor nouă ani petrecuți la Cambridge, Haldane a lucrat la enzime și genetică, în special la partea matematică a geneticii. Haldane a scris numeroase eseuri de popularizare a științei, care au fost în cele din urmă adunate și publicate în 1927 într-un volum intitulat Possible Worlds (Lumi posibile).
A acceptat apoi un post de profesor de genetică și s-a mutat la University College London, unde și-a petrecut cea mai mare parte a carierei sale academice. Patru ani mai târziu, a devenit primul profesor Weldon de biometrie la University College London.
Mutarea lui Haldane în India, inițial la Institutul Indian de Statistică (ISI), a fost influențată de o serie de factori. Oficial, a declarat că principalul său motiv politic a fost răspunsul la criza de la Suez. El a scris: "În cele din urmă, mă duc în India deoarece consider că recentele acte ale guvernului britanic au reprezentat încălcări ale dreptului internațional".
Interesul său pentru India s-a datorat, de asemenea, interesului său pentru cercetarea biologică, convingerii că clima caldă îi va face bine și că India îi oferă libertate și îi împărtășește visele socialiste. La ISI, a condus unitatea de biometrie și și-a petrecut timpul cercetând o serie de subiecte și îndrumând alți cercetători din jurul său.
