Dopo essere arrivato a Brandeis, Rosbash ha collaborato con il collega Jeffrey Hall e ha studiato le influenze genetiche sui ritmi circadiani dell'orologio biologico interno. Hanno usato la "Drosophila melanogaster" per studiare modelli di attività e riposo. Nel 1984, Rosbash e Hall hanno clonato il primo gene "clock" di "Drosophila", "period". Seguendo il lavoro svolto da un medico post-dottorato, Paul Hardin, nello scoprire che l’mRNA period e la sua proteina associata (PER) avevano livelli fluttuanti durante il ciclo circadiano, nel 1990 hanno proposto un modello di trascrizione e traduzione a circuito a "feedback" negativo (TTFL) come base dell'orologio circadiano . Seguendo questo progetto, hanno analizzato gli elementi che compongono altre parti dell'orologio biologico.