Tornò a Cambridge nel 1919 poco prima di ottenere la cattedra in fisiologia alla Victoria University di Manchester (1920). Fu in questo periodo che parallelamente a Otto Fritz Meyerhof, scoprì e comprese i meccanismi di produzione del calore nei muscoli scheletrici. I due condivideranno il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina nel 1922 per questa scoperta.