Po obdržaní mieru jeho slobodného mládenca, Hoffmann zadal Harvard univerzitu pre postgraduálne štúdium v chémii. V roku 1959 získal štipendium na návštevu letný program v kvantovej chémii na Univerzite v Uppsale vo Švédsku. Tam on sa stretol Eva Börjesson, koho on sa vzal v roku 1960. Ten rok, Hoffmann tiež získal titul magistra z Harvardu. Hoffmann a jeho manželka potom strávil rok v Sovietskom zväze, kde Hoffmann bola výmena študent na univerzite v Moskve. Oni neskôr mal dve deti :. Syn, Hillel Ján, a dcéra, Ingrid Helena
Po návrate do Spojených štátov v roku 1961, Hoffmann začal študovať teoretické chémie pod Williamom Nunn Lipscomb, Jr., profesor chémie kto by pokračoval vyhrať 1976 Nobelovu cenu za chémiu za svoje teórie chemickej väzby vo zlúčenín bóru. Hoffmann robil skoré používanie počítačov, aby pomohla riešiť problémy v organickej chémii, štúdium chemických látok, ktoré obsahujú uhlík-uhlík väzby. Opísal chemické procesy, pokiaľ ide o oblakoch elektrónov v atómoch zúčastnených. Uplatnenie princípu existujúce nazýva pravidlo Hückel -ktorý identifikuje množstvo elektrónov v obiehajúce mraky okolo danej molekula-Hoffmann používa počítačové programy pre výpočet elektronická štruktúra hydridov bóru a polyhedral molekúl. Hoffmann získal titul Ph.D. titul v odbore teoretickej chémie z Harvardu v roku 1962.
Potom, čo si zarobil jeho doktorát, Hoffmann dostal trojročný štipendium pokračovať výskum v oblasti aplikovanej teoretickej chémie na Harvarde. V roku 1964 začal pracovať s význačný organickej chémii Robert Burns Woodward. Woodward by vyhral Nobelovu cenu za chémiu v roku 1965 pre jeho príspevky k organickej syntéze, chemické duplikáciu zlúčenín na báze uhlíka.
Hoffmann opustil Harvard v roku 1965 prijať pozíciu ako spolupracovník profesora chémie na Cornell University v Ithaca, New York. On pokračoval v jeho práci s Woodward, však. V roku 1965, Woodward požiadal o pomoc Hoffmanna po Woodward zistené, že určitá chemická reakcia nedošlo v očakávanom spôsobom pri pokuse o syntetizovať (vytvorenie s chemikáliami) vitamínu B12. Woodward a Hoffmann používa kvantovú mechaniku pravidlá, ktoré by umožňujú odborníkom predvídať, či konkrétny kombináci
