20世紀40年代，人們對DNA有了正確的認識。這是由兩個著名的實驗引發的。
一個是1944年美國細菌學家艾弗裏及其同事進行的肺炎球菌實驗。他們認識到，DNA就是遺傳物質，而過去則認為蛋白質是遺傳的基礎。所以，有人以前稱艾弗裏的實驗標誌著DNA“黑暗時代”的結束和“分子遺傳學”的開始。還有人稱，艾弗裏是分子遺傳學的鼻祖。
另一個是菌體感染研究。當人們為艾弗裏的實驗而激烈爭論時，赫爾希等人在考慮，能否將蛋白質和DNA完全分開，單獨觀察DNA的作用呢？關於噬菌體的研究證實，進入細菌細胞的噬菌體是核酸，進而說明，攜帶遺傳信息的是核酸，而不是蛋白質。噬菌體的DNA不但包括噬菌體自我複製的信息，而且包括合成噬菌體蛋白質所需要的全部信息。此後，再也無人懷疑DNA是遺傳物質了。赫爾希因此獲得了1960年的諾貝爾醫學和生理學獎。
值得提及的還有查可夫。在20世紀40年代，他首次利用一些先進的分析方法，完成了關於DNA的4種堿基量的測定工作。查可夫得到的規律對最終搞清楚DNA的結構具有重要的啟發作用。
20世紀30年代末，學者們開始應用X光衍射技術來研究生物大分子的結構，形成了分子生物學中的結構學派。結構決定著功能，對結構了解得越精細，則從中推導出功能信息的可能性就越大，準確性就越高。這就是當時生物學中觀念尚未十分明確但氣氛卻非常濃鬱的還原論。
在蛋白質分子結構模型的基礎上，學者們開始應用X光衍射法來研究DNA的分子結構，其中貢獻卓著的當數威爾金斯和富蘭克林。
威爾金斯於1915年出生於新西蘭，他的父母是愛爾蘭人，威爾金斯22歲時畢業於英國劍橋的聖約翰大學物理係，24歲在伯明翰大學獲物理學博士學位。他自己曾追述說，在劍橋時，“我對固體的結構及其依賴於這種結構的特殊性質非常感興趣。”20世紀40年代中期，當威爾金斯讀到薛定諤的《生命是什麼》一書時，非常興奮，感受到控製生命過程的複雜分子結構的概念的強烈衝擊，從此步入了生物學的殿堂。1950年，威爾金斯擔任英國皇家學院生物物理學部的助理主任，並開始進行DNA分子的X光衍射研究。
第一幅DNA的X光衍射照片是由先驅者阿斯特伯裏在1938年得到的，但這中間停頓了幾十年。到威爾金斯小組重新研究這個問題時，已是20世紀50年代了。1950年，威爾金斯得到伯恩實驗室作為禮物送來的一份純淨的DNA。這份DNA呈膠狀，是一種黏性物質。當威爾金斯用玻棒點了一下，然後拿開玻棒時，他發現玻棒“帶出一條細得幾乎看不見的DNA纖維，就像蜘蛛絲一般”。這些纖維表明其內部分子具有有序的排列。威爾金斯和他的研究生戈斯林立即用X光衍射設備拍攝了DNA纖維產生的圖樣照片，他們得到的照片比阿斯特伯裏的要精美得多。其中一個主要原因就是他們保持了DNA纖維的濕潤狀態，而阿斯特伯裏研究的富蘭克林和她的DNAX光衍射結果是幹了的DNA薄膜。DNA的X光衍射照片中有明顯的幾組點組成了十字的一橫，提示DNA的整個結構為螺旋形，但證據並不充分。要弄明白DNA究竟是什麼樣的螺旋，研究者們還有很長的路要走。
正在此時，富蘭克林加入了研究組。富蘭克林生於1920年，在劍橋大學獲得物理化學學位。她是X光衍射技術的專家。富蘭克林此時也進行DNA的X光衍射研究，並於1952年5月獲得一張清晰的DNA的X光衍射照片。
威爾金斯和富蘭克林為沃森和克裏克提出DNA分子雙螺旋結構模型提供了寶貴的數據資料。沃森、克裏克和威爾金斯於1962年榮獲諾貝爾生理學醫學獎。應該說，富蘭克林在這方麵的貢獻完全不亞於威爾金斯。沃森和克裏克提出DNA分子雙螺旋結構模型所依據的其實是1952年5月富蘭克林得到的DNA的X光衍射照片。事實上，富蘭克林也接近得出DNA的雙螺旋結構模型了。可惜她英年早逝，而未能獲得諾貝爾獎，這是科學史上的一件憾事。
在X光衍射照片的基礎上，綜合DNA化學研究方麵的資料，沃森和克裏克，特別是沃森，有著更寬廣的眼界，從各專家處汲取所需，而得到新的綜合結果，而且這種綜合結果比其各部分更偉大，這是那些不能聚木為林的專家們無法領悟到的。