<Р> През 1964 г. Temin, тогава доцент в Университета на Уисконсин в Медисън, предполага, че РНК вирус може да се реплицира в ДНК на клетката гостоприемник. Учените разкритикуваха хипотеза Temin, защото тя против традиционните мисъл, която заяви, че генетичната информация премина в една посока, като се започне с ДНК, а след това ще РНК, и най-накрая да се протеин. Temin и Балтимор изследва как РНК вирус, който не разполага с ДНК, успя да премине своя генетична информация в клетката гостоприемник. Двете учени са намерени ензим, който дава възможност на РНК вирус едноверижна да се реплицира и по този начин да стане съвместим с двойноверижна ДНК на клетката гостоприемник.
Тъй като този ензим оставя генетична информация за потока от РНК, ДНК, тя се нарича обратна транскриптаза. За това откритие, Балтимор и Temin спечели 1975 Нобелова награда за физиология или медицина, която те също сподели с Dulbecco.
<Р> През 1972 г. Балтимор бе назначен за професор по биология в MIT. В хода на изследванията си в Масачузетския технологичен институт, Балтимор и колегите му частично синтезирани ген от бозайници, като по този начин напредва областта на генното инженерство. Година по-късно, Балтимор е кръстен American Cancer Society професор по микробиология, среща, която включва финансова подкрепа за научни изследвания през целия си живот. От 1982 до 1990 г., той е работил като директор на Института Уайтхед за биомедицински изследвания в Масачузетския технологичен институт. През 1990 г. е приета позицията като президент на Rockefeller University, но година по-късно, той е принуден да се оттегли от поста заради скандала, свързан с разследването на учен Thereza Imanishi-Kari.
В 1986 г., докато все още беше Балтимор в Масачузетския технологичен институт, Imanishi-Kari публикува изследвания документ, очертаващ теория за имунната система на базата на експерименти бе проведени върху мишки. В допълнение към Imanishi-Kari, хартията изброени пет съавтори, включително Дейвид Балтимор. Въпреки че докладът препоръчва на нетрадицио
