1945'ten 1948'e kadar, Tatum, Yale Üniversitesi'nde profesördü ve mutasyon deneylerini bakteriler üzerinde gerçekleştirdi. Lederberg ile birlikte, Escherichia coli bakterileri arasında genetik rekombinasyon veya procreation oluşumu keşfetti. Temelde bu çalışma nedeniyle, bakteriler biyokimyasal süreçlerin genetik kontrolü ile ilgili temel bilgi kaynağı haline geldi.
1957'den New York'taki Rockefeller Institute of Medical Research'te (şimdi Rockefeller Üniversitesi) profesör olarak görev aldı. 1975'te ölümüne kadar. 1952'de Ulusal Akademi Bilimlerinde seçildi ve Genetik Yıllık İncelemesi'nin kurucu üyesiydi.