V Chicagu, Bloch študoval možnú úlohu skvalénu uhľovodíkov v biosyntéza cholesterolu. On injekčne kyselinu octovú rádioaktívny do Kotúč pečene, kde je skvalén vyrobených v hojnosti. Neskôr Bloch úspešne nahradené pečeň potkanov. S kolegom Robertom G. Langdona, Bloch dokázal, že skvalén je jedným z 36 krokov v prepočte biosyntetické acetátu do cholesterolu.
Práca samostatne, Bloch a nemecký biochemik Fjodor Lynen každý zistil, že je kyselina mevalonové premenený izoprén, typ uhľovodíka, ktorý sa potom prevedie na skvalén. Skvalén je premenený lanosterolu, a ďalšie kroky nakoniec produkovať cholesterolu.
V roku 1964, Bloch a Lynen delil sa o Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu. Bloch pokračoval výskum do biosyntézy ako cholesterolu a glutatiónu, kryštalickej amino zlúčeniny kyseliny dôležitý v metabolizme bielkovín.