<Р> Бор възбуди интерес Delbrück в отношението между физика и биология чрез внушаване, че някои от атрибутите на физиката може да бъде установено, че е същото и в биологията. Това силно повлиян перспективи Delbrück му.
<Р> Delbrück завръща в Берлин през 1932 г. и става асистент на Лиза Майтнер. австрийски физик, който играе съществена роля в откриването на ядрения разпад (разделянето на ядрото на атома). Майтнер учех неутронно облъчване на уран с Otto Hahn, немски химик, който е открил процеса на ядрения разпад през 1938 година учените в САЩ скоро използва, че откритието в разработването на първата атомна бомба.
<Р> Delbrück срещна редовно в Берлин с група от физици и биолози, които споделиха интерес в генетиката. В влиятелен 1935 хартия, Delbrück и неговите изследователски партньори предложиха гени да се разглежда като молекули.
<Р> Delbrück емигрира в САЩ през 1937 г., когато той получи втори стипендия Рокфелер, която той използва, за да учи биология и генетика в Калифорнийския технологичен институт (Caltech) в Пасадена. Там работи с генетик Томас Морган, той изследва генетиката на плода билета (плодова мушица), един организъм, обикновено използвани за научни изследвания, тъй като тя има кратка продължителност на живота, и много поколения може да се учи, без да чакат много дълго.
На Caltech, Delbrück започва подпомагането на фаг изследвания. Той се интересува от генетиката на бактериофагите, тип вирус, който заразява бактериални клетки. Името му означава "бактерии Eater." В пионерски хартия през 1939 г., той помогна да обясни как фагите се размножават в индивидуални клетки. Тази работа стартира нова ера на вируса на научните изследвания. След Втората световна война (1939-1945) започна, той реши да остане в Съединените щати. Обратно в Германия, няколко членове на семейството Delbrück бяха преследвани за устойчивостта им на нацист
