Z 1949, Crick je bil preučevanje strukture proteinov, ki uporabljajo rentgenske tehnike difrakcije na Cavendish Laboratory v Cambridgeu. Bil je še vedno odločen, da odkrijete skrivnosti genetskega zapisa. V času, mnogi znanstveniki verjeli, da proteini vsebuje ključ do razumevanja kemijske osnove genetike. To je splošno sprejeto, da ima skoraj vsaka celica celoten niz navodil, ki se nahajajo v njegovih genih, ki določa, kako celica raste, metabolizes in funkcije. Znano je tudi, da so ti geni se nahajajo na kromosomih celicah ", ki so bile znane sestavljeni iz beljakovin in DNA. Za razliko od večine znanstvenikov, vendar pa Crick ni bil prepričan, da proteini potekala ključ do prenosa genetske informacije.
Leta 1951 je James Dewey Watson, ameriški biolog, pridružil Cavendish Laboratory. On in Crick hitro oblikuje tesen delovni odnos in prijateljstvo. Znanstveniki so ugotovili, da jih delijo prepričanje, da je DNA, ne beljakovine, je bil odločilni dejavnik pri prehodu na genetske informacije iz generacije v generacijo. Sta bili prepričani, da bi lahko odkrili, kako geni se prenaša, če bi jih določajo tridimenzionalno strukturo DNK. Mnogi znanstveniki delijo ta isti cilj. Torej, v tekmi proti drugim Crick in Watson zgradili model molekularne strukture DNA. Model, ki vključuje vse znane značilnosti DNK, in spominja na zviti lestvi, se imenuje model Watson-Crick. Njihov model je potrjen s številnimi drugimi raziskovalci od takrat in je splošno sprejeta kot pravilna.
Crick in Watson je predlagal, da se DNA sestavljen iz dvojne vijačnice, ki sestoji iz vzporednih verig nadomestnih sladkorjev in fosfatnih skupin, povezanih s pari organskih baz. Poleg tega so razvili teorijo o tem, kako je DNK repliciral. Crick in Watson objavil svoje delo o strukturi DNK in shemo replikacije leta 1953.
Kot pri vseh večjih znanstvenih odkritij, Crick in Watson uporablja delo drugih znanstvenikov kot osnovo za svoje. Britanski biofizik Maurice Wilkins in njegov kolega Rosalind Franklin sta prišli do difrakcije podatkov X-ray, ki je potrdilo osnovni model DNK. Tako Wilkins delila Nobelovo nagrado s Crick in Watson leta 1962. Poleg tega, Watson in Crick uporablja Linus Carl Pauling je inovativnost izgradnje tridimenzionalne modele. To jim pomagali pokazati strukturo DNK z minimalno količino eksperimentalnega evidenc
Crick dobiti tudi doktoriral leta 1953 s t
