Уотсон Нью-Йорктогу хосписде дүйнөдөн кайтты, бул тууралуу анын уулу билдирди. Британиялык биофизик Фрэнсис Крик менен бирге, Джеймс Уотсон 1953-жылы ДНКнын молекулярдык структурасын биринчи жолу сүрөттөп, эки спиралдын моделин сунуштады, бул XX кылымдын эң чоң ачылыштарынан бири болуп калды. Бул жетишкендиги үчүн Уотсон жана Крик 1962-жылы Нобель сыйлыгы менен сыйланышты.
1990-жылы ал АКШнын Улуттук саламаттык институту тарабынан башталган «Адам геному» долбоорун жетектеди, анын максаты адам ДНКсын толук картографиялоо болду. 1994-жылы Уотсон молекулярдык биологиядагы маанилүү жетишкендиктери үчүн Россиянын илимдер академиясынын М. В. Ломоносов атындагы чоң алтын медалына ээ болду.
Бирок, 2019-жылы Уотсон ар кандай расалардын адамдарындагы интеллектуалдык жөндөмдөрдүн айырмачылыктары жөнүндө «генетикалык факторлор» менен түшүндүрүлгөн эки маанилүү билдирүүлөрдү жасагандан кийин бардык ардактуу наамдарынан ажыратылды. Бул билдирүүлөр, ал мурда иштеген Колд-Спринг-Харбор лабораториясынын жетекчилиги тарабынан илимий эмес жана далилсиз деп бааланды.
