德尔布吕克、鲍林、沃森与克里克
1928年，英国医生格里菲斯发现并记录了肺炎双球菌遗传转化实验，即可是了遗传转化的研究，也开始了科学界的次大探讨，遗传物质是蛋白质还是DNA？加拿大化学家艾弗里纯化核酸，并验证DNA是遗传物质，而不是蛋白质。德国物理学家德尔布吕克（与李比希是亲戚）采用简单的生物来探讨“基因的化学本质是什么”的问题。德尔布吕克与摩尔根关系甚密，但是研究的果蝇使他感到莫展，因为他认为果蝇过于复杂而不适应于物理学家惯有的简单性思维。德尔布吕克选择噬菌体作为自己做研究的材料，很快和赫尔希、卢利亚、蔡斯等发现噬菌体以DNA核酸的方式，遗传转化侵染了大肠杆菌，证明DNA是遗传物质。

噬菌体、大肠杆菌、模式生物等词由此出现。
美国化学家鲍林，鲍林在学习了量子力学后，将量子力学应用于化学键的研究中，得出关于有机化合物分子结构的“共振论”，并且成功解析蛋白质的a螺旋结构模型。1951年鲍林结合他在血红蛋白进行的实验研究，以及对肽链和肽平面化学结构的理论研究，提出了α螺旋和β折叠是蛋白质二级结构的基本构建单元的理论。同时鲍林也是首先想到x-射线衍射晶体结构测试法，引入到蛋白质结构测定的人，并且推导了衍射图谱计算蛋白质中原子坐标的公式。鲍林进一步有投入到DNA分子结构解析的工作上来。

英国卡文迪许（研究空气和引力常数，与牛顿同时代）实验室的结构生物学派的威尔金斯和富兰克林，在布拉格父子使用X射线研究晶体结构工作的基础上，研究了手关于DNA分子结构的图样。英国物理家克里克和年轻的美国生物学者沃森，基于合理的猜想和生物学知识，于1953年先解析DNA分子的双螺旋结构。终于将基因研究推向分子水平，推动了分子生物学的诞生。DNA双螺旋结构的发现，进一步促进了DNA半保留复制方式的发现和遗传密码的研究工作。1961年，遗传密码的破译使得中心法则趋于完善。留下了更多的问题是，基因组序列的破译工作。

结构生物学、分子生物学等词由此出现。