Quando la Woman's Medical School chiuse nel 1902, divenne batteriologa presso il Memorial Institute for Infectious Diseases, lavorando con Ludvig Hektoen e Ruth Tunnicliffe. Inoltre su un'epidemia di tifo a Chicago prima di concentrare le sue ricerche sull'indagine sulle malattie industriali. Alcune delle prime ricerche di Hamilton in quest'area includevano tentativi di identificare le cause di tifo e tubercolosi nella comunità circostante l'Hull House. Il suo lavoro sul tifo nel 1902 portò alla sostituzione del capo ispettore sanitario della zona da parte del Chicago Board of Health.