Nel 1974 partì per un Master negli Stati Uniti che durò tre anni durante il quale fino al 1975 fu responsabile del laboratorio di ricerca cardiovascolare presso l'University Hospital di Washington e dal 1976 al 1977 ricoprì il ruolo di direttore di Fisiologia cardiovascolare al Providence Hospital a Seattle. Di Benedetto, in seguito, lavorerà dal 1978 al 1981 come assistente del professor Parenzan a Bergamo.