z roku 1949, Crick bol štúdium štruktúry proteínov pomocou X-ray difrakčné techniky u Cavendish laboratória v Cambridge. Bol stále odhodlaný odhaliť tajomstvo genetického kódu. V tej dobe, mnoho vedcov verí, že bielkoviny obsiahnuté kľúč k pochopeniu chemickej základy genetiky. Bolo všeobecne známe, že takmer každá bunka má kompletnú sadu inštrukcií, nachádzajúcich sa v jeho génov, ktorý určuje, ako bunka rastie, metabolizuje, a funkcie. Bolo tiež známe, že tieto gény sú umiestnené na chromozómoch buniek sa, čo bolo známe, že sa skladajú z oboch proteínov a DNA. Na rozdiel od väčšiny vedcov, však, Crick nebol presvedčený, že proteíny držal kľúč k odovzdaniu genetickej informácie.
V roku 1951, James Dewey Watson, americký biológ, pripojil Cavendish Laboratory. On a Crick rýchlo tvoril blízky pracovný vzťah a priateľstvo. Vedci zistili, že zdieľajú presvedčenie, že DNA, nie proteín, bola rozhodujúcim faktorom odovzdávaní genetických informácií z generácie na generáciu. Dvaja boli presvedčení, že by mohli odhaliť, ako gény sú odovzdávané v prípade, že by mohli stanoviť, trojrozmernú štruktúru DNA. Mnoho vedcov zdieľa rovnaký cieľ. Takže, v závode proti ostatným, Crick a Watson postavený model molekulárnej štruktúry DNA. Tento model, ktorý zahŕňa všetky známe vlastnosti DNA, a pripomínajúce skrútený rebrík, sa nazýva modelu Watson-Crick. Ich model bol potvrdené mnohými inými výskumníkmi a od tej doby je všeobecne prijímaný ako správne.
Crick a Watson navrhol, že DNA sa skladá z dvojitej špirály skladajúci sa z paralelných reťazcov striedajúcich cukrov a fosfátových skupín spojených dvojicami organické bázy. Okrem toho, že s teóriou o tom, ako je DNA replikáciu. Crick a Watson vydával ich prácu na štruktúre DNA a schémy replikácie v roku 1953.
Rovnako ako u akejkoľvek významnej vedecké objavy, Crick a Watson používal prácu iných vedcov ako základ pre ich vlastné. Britská biofyzik Maurice Wilkins a jeho kolega Rosalind Franklinová prišiel s X-ray difrakčný dátami, ktorá potvrdila základný model DNA. Tak, Wilkins delil sa o Nobelovu cenu s Crick a Watson v roku 1962. Okrem toho, Watson a Crick používa inovácie Linus Carl Pauling je budovanie trojrozmerných modelov. To im pomohlo ukázať štruktúru DNA s minimálnym množstvom experimentálnej evidencia
Crick tiež získal doktorát v roku 1953, s tézou na X-ray difrakcie polypeptidov a proteínov. Potom, on pokračoval k štúdiu genetickej kódy
