Agli inizi degli anni sessanta Edelman decide di occuparsi del sistema immunitario e di mettere a fuoco il tema degli anticorpi e dei linfociti, che a quel momento gli parevano insufficientemente chiariti. Avendo trovato in Rodney Robert Porter un collaboratore con gli stessi interessi, Edelman dà corso a una serie di ricerche dagli sbocchi innovativi. Il lavoro portato avanti con Porter permise di fare importanti scoperte sulle modalità d'azione di alcune proteine che sono prodotte dai linfociti, caratterizzate da legami disolfuri che le tengono insieme a formare catene complesse. Sulla base di queste ricerche a Edelman e Porter venne assegnato il Premio Nobel per la medicina del 1972.