Za 10 rokov štúdia dohromady, Luria, Delbrück, a Hershey bol pomocný v zlepšovaní vedomostí o fágov. V roku 1951, Luria ukázali, že pri bakteriofágy rastú, klony fágov mutantov vznikajú náhodnými spontánny mutácií. Luria publikoval dôkaz, že bakteriofágové gény a gény iných vírusov, podstúpi spontánna mutácia v procese, podobným tomu, ktorý baktérií.
V roku 1952, Hershey a jeho asistent, Martha Chase, skúmali to, čo sa stane, keď bakteriofágov útoku. Zistili, že fágy ovplyvňujú DNA baktérií. DNA je látka, ktorá tvorí gény, materiál v bunkách, ktoré určuje vlastnosti organizmu. Hershey a Chase preukázal, že, keď je FAG napadne bunku, fágové DNA sa zhodí jeho proteínový povlak a preberá genetickej mechanizmu baktérií, núti ho reprodukovať nové vírusy namiesto nových baktérií. To otvorilo dvere k sérii objavov, ako zložitejšie organizmy reprodukovať a odovzdávať dedičných vlastnostiach.
Luria mal pôvodne predstaviť svoj dokument o spontánnu mutácií v bakteriofágov na 1953 zasadnutí Spoločnosti pre všeobecné mikrobiológie v Oxforde, Anglicka. Avšak, vzhľadom k americkému politickému klímy poplachu o možnej Communist aktivity, vláda popieral Luria vízum pre cestovanie. Jeho bývalý žiak James Dewey Watson čítal noviny Luria, ktorý tvrdil, že FAG proteín, skôr než jeho DNA, vykonala genetickú informáciu.
Luria sa stal profesorom mikrobiológie na Massachusetts Institute of Technology (MIT) v Cambridge , Massachusetts, v roku 1959 na MIT, on vyvinul tréningový program pre mladých vedcov v bakteriálnych a vírusových genetiky. On tiež študoval biochémiu bakteriálnych bunkových membrán. V roku 1964 sa stal profesorom biológie na MIT. V roku 1965 sa tiež stal rezidentom kolegami z Salk Institute for Biological štúdií v San Diegu v Kalifornii. Luria založil a stal sa riaditeľom Centra MIT pre výskum rakoviny v roku 1974.
Luria tiež získal známosť pre jeho myšlienky na niekoľkých spoločenských a politických otázkach. Kritizoval vývoj biologických zbra
