Был оставлен при кафедре биохимии в Кембридже, где работал до 1955, а затем по приглашению профессора Майкла Свенна стал сотрудником кафедры зоологии Эдинбургского университета, однако покинул работу в 1963 из-за обострившейся язвы желудка.В 1958 Митчелл и его коллега Дженнифер Мойл пришли к выводу, что ферментативные реакции являются, как правило, векторными.