Nel 1945 diventa capo di laboratorio al Pasteur e a partire dal 1953 è direttore del nuovo Dipartimento di biochimica cellulare. È in questa veste che Monod rivoluziona il modo di vedere le strutture viventi sottraendole ad ogni scoria metafisica. Sono infatti meccanismi biochimici spesso casuali a determinare la struttura del vivente. A poco a poco Monod, uomo di profonda cultura umanistica (era anche musicista e direttore di gruppi corali), è indotto a riflessioni filosofiche sulla realtà della vita che lo porteranno a scrivere il saggio "Il caso e la necessità" del 1970.