Durante i primi esperimenti ebbe un'intuizione geniale: utilizzando il cerotto a fascia per le ferite aperte alla vescica, invece dell'abituale applicazione di un cerotto nel cavo della vescica, osservò che evolveva in una calcificazione ossea e notò che quando i fibroblasti venivano posti nella vescica si trasformavano in osteoblasti. Huggins comprese subito l'importanza di questa ricerca e decise di diventare uno scienziato clinico. Gli fu concesso un periodo di studio all'estero per visitare vari centri e frequentare il laboratorio di Robert Robison nel Lister Institute, ma trovò poco interessante il coinvolgimento in ricerche sviluppate da altre persone. Tornò quindi a Chicago e concentrò la sua ricerca sul carcinoma della prostata effettuando esperimenti sui cani, gli unici animali oltre all'uomo che lo sviluppano spontaneamente. Osservò che i cani con il cancro alla prostata hanno un alto livello di testosterone e che la castrazione provocava la regressione del tumore. Huggins dimostrò che i tumori non sono autonomi, auto-alimentati dalle masse delle cellule, ma che la loro crescita è controllata e influenzata da diversi segnali chimici come gli ormoni. Decise allora di applicare questo nuovo concetto alla terapia e con grande piacere notò che alcuni tumori, anche se ad uno stadio avanzato, maligni e molto diffusi, regredivano rimuovendo la fonte del segnale chimico o ormonale. Utilizzò così questa tecnica per trattare cancri in stato avanzato ai testicoli, alle ovaie e alle ghiandole surrenali. Grazie a queste applicazioni venne considerato il fondatore dell'urologia chimica e dell'endocrinologia del cancro e uno dei pionieri nella conoscenza ampia e integrata della fisiologia e biochimica dei genitali maschili.