Dopo la morte per cancro di Blalock nel 1964, all'età di 65 anni, Thomas rimase alla Hopkins per altri quindici anni. Nel suo ruolo di direttore dei Laboratori di Ricerca Chirurgica, egli istruì una quantità di assistenti di laboratorio afro-americani, come pure il primo medico cardiologo di colore della Hopkins, il dottor Levi Watkins Jr, che Thomas assisté nel suo pionieristico lavoro nell'uso del defibrillatore cardiaco impiantabile.