ในปี 1945 เขาได้ติดต่อกับแม็กซ์ เพรูทซ์ที่ห้องปฏิบัติการคาเวน ดิช ในเคมบริดจ์โจเซฟ บาร์ครอฟต์ นักสรีรวิทยาด้านระบบทางเดินหายใจ แนะนำว่าเขาอาจทำการศึกษาเปรียบเทียบโครงสร้างผลึกโปรตีนของฮีโมโกลบินในแกะโตเต็มวัยและแกะในครรภ์ และเขาก็เริ่มงานนั้น

ในปี พ.ศ. 2490 เขาได้เป็น Fellow ของPeterhouseและสภาวิจัยทางการแพทย์ (MRC) ตกลงที่จะจัดตั้งหน่วยวิจัยเพื่อศึกษาโครงสร้างโมเลกุลของระบบชีวภาพภายใต้การกำกับดูแลของเซอร์ ลอว์เร นซ์ แบร็ก [ ^{9 ] ใน}ปี พ.ศ. 2497 เขาได้เป็น Reader ที่ห้องปฏิบัติการ Davy-Faraday ของRoyal Institutionในลอนดอน

เคนดรูว์ได้รับ รางวัลโนเบลสาขาเคมี ร่วม กับแม็กซ์ เพรุตซ์ในปี 1962 จากการค้นพบโครงสร้างอะตอมของโปรตีน เป็นครั้งแรก โดยใช้การตกผลึกด้วยรังสีเอกซ์ผลงานของพวกเขาทำที่ห้องปฏิบัติการชีววิทยาโมเลกุล MRCในเคมบริดจ์เคนดรูว์ได้ค้นพบโครงสร้างของโปรตีนไมโอโกลบินซึ่งทำหน้าที่เก็บออกซิเจนในเซลล์กล้าม เนื้อ^{[ 10 ]}

ในปี พ.ศ. 2490 MRC ตกลงที่จะจัดตั้งหน่วยวิจัยสำหรับการศึกษาโครงสร้างโมเลกุลของระบบชีวภาพ การศึกษาดั้งเดิมมุ่งเน้นไปที่โครงสร้างของฮีโมโกลบินของแกะ แต่เมื่องานวิจัยนี้คืบหน้าไปได้ไกลที่สุดเท่าที่จะทำได้โดยใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ ณ ขณะนั้น เคนดรูว์จึงเริ่มศึกษาไมโอโกลบินซึ่งเป็นโมเลกุลที่มีขนาดเพียงหนึ่งในสี่ของโมเลกุลฮีโมโกลบิน แหล่งวัตถุดิบเริ่มต้นของเขาคือ หัวใจ ม้าแต่ผลึกที่ได้นั้นมีขนาดเล็กเกินไปสำหรับการวิเคราะห์ด้วยรังสีเอกซ์ เคนดรูว์ตระหนักว่าเนื้อเยื่อที่กักเก็บออกซิเจนของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่ดำน้ำได้ อาจให้โอกาสที่ดีกว่า และการพบกันโดยบังเอิญทำให้เขาได้รับ เนื้อปลาวาฬชิ้นใหญ่จากเปรู ไมโอโกลบินของปลาวาฬให้ผลึกขนาดใหญ่ที่มีรูปแบบการเลี้ยวเบนของรังสีเอกซ์ที่ชัดเจน^{[ 10 ]}อย่างไรก็ตาม ปัญหายังคงไม่สามารถแก้ไขได้ จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2496 แม็กซ์ เพรูทซ์ค้นพบว่าปัญหาเฟสในการวิเคราะห์รูปแบบการเลี้ยวเบนสามารถแก้ไขได้โดยการแทนที่ไอโซมอร์ฟิกหลายครั้ง — การเปรียบเทียบรูปแบบจากผลึกหลายชิ้น หนึ่งมาจากโปรตีนดั้งเดิม และส่วนอื่นๆ ที่ถูกแช่ในสารละลายโลหะหนักและมีการนำไอออนโลหะเข้าไปในตำแหน่งที่กำหนดไว้อย่างดี แผนที่ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่ความละเอียด 6 อังสตรอม (0.6 นาโนเมตร ) ได้รับในปี พ.ศ. 2490 และในปี พ.ศ. 2492 สามารถสร้างแบบจำลองอะตอมที่ ความละเอียด 2 อังสตรอม (0.2 นาโนเมตร) ได้^{[ 11 ]}

ในปี พ.ศ. 2506 เคนดรูว์เป็นหนึ่งในผู้ก่อตั้งองค์การชีววิทยาโมเลกุลแห่งยุโรปเขายังเป็นผู้ก่อตั้งวารสารชีววิทยาโมเลกุลและดำรงตำแหน่งบรรณาธิการบริหารเป็นเวลาหลายปี^{[ 12 ]}เขาได้รับตำแหน่ง Fellow ของAmerican Society of Biological Chemistsในปี พ.ศ. 2510 และเป็นสมาชิกกิตติมศักดิ์ของ International Academy of Science, Munich ในปี พ.ศ. 2517 เขาประสบความสำเร็จในการโน้มน้าวรัฐบาลให้จัดตั้งห้องปฏิบัติการชีววิทยาโมเลกุลแห่งยุโรป (EMBL) ในไฮเดลเบิร์กและดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการคนแรก^{[ 12 ]}เขาได้รับพระราชทานบรรดาศักดิ์อัศวินในปี พ.ศ. 2517 ^{[ 3 ]}ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2517 ถึง พ.ศ. 2522 เขาเป็น Trustee ของพิพิธภัณฑ์อังกฤษและตั้งแต่ปี พ.ศ. 2517 ถึง พ.ศ. 2531 เขาดำรงตำแหน่งเลขาธิการ รองประธาน และประธานของInternational Council of Scientific Unions ตาม ลำดับ

หลังจากเกษียณอายุจาก EMBL แล้ว เคนดรูว์ได้ดำรงตำแหน่งอธิการบดีของวิทยาลัยเซนต์จอห์นมหาวิทยาลัยออก ซ์ฟอ ร์ด ซึ่งเขาดำรงตำแหน่งนี้ตั้งแต่ปี 1981 ถึง 1987 ในพินัยกรรมของเขา เขาได้มอบมรดกของเขาให้กับวิทยาลัยเซนต์จอห์นเพื่อเป็นทุนการศึกษาด้านวิทยาศาสตร์และดนตรีสำหรับนักเรียนจากประเทศกำลังพัฒนา ลานKendrew Quadrangleที่วิทยาลัยเซนต์จอห์นในออกซ์ฟอร์ด ซึ่งเปิดอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 16 ตุลาคม 2010 ได้รับการตั้งชื่อตามเขา^{[ 13 ]}

เคนดรูว์แต่งงานกับอดีตเอลิซาเบธ จาร์วี (นามสกุลเดิม กอร์วิน) ตั้งแต่ปี 1948 ถึง 1956 การแต่งงานของพวกเขาสิ้นสุดลงด้วยการหย่าร้าง ต่อมาเคนดรูว์ได้เป็นหุ้นส่วนกับศิลปินรูธ แฮร์ริส^{[ 3 ]}เขาไม่มีบุตรที่ยังมีชีวิตอยู่^{[ 14 ]}

หนังสือชีวประวัติของจอห์น ซี. เคนดรูว์ ชื่อ "A Place in History: The Biography of John C. Kendrew"เขียนโดยพอล เอ็ม. วาสซาร์แมนจัดพิมพ์โดยสำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดในปี 2020