20世紀50年代初，有三組科學家在進行DNA結構的研究，他們是：劍橋大學卡文迪許實驗室的沃森與克裏克、美國加州理工學院的鮑林，英國劍橋大學國王學院的富蘭克林與威爾金斯。當時，人們已普遍承認DNA是最重要的遺傳物質，遺傳信息就存儲在DNA分子多核苷酸鏈上的4種堿基的特定序列上，進一步闡明其結構和功能已成為迫切的任務，這是一場實力與智慧的科學競賽。
鮑林，美國著名化學家，1931年就將量子力學用於化學領域，闡明了化學鍵的本質，1954年獲得了諾貝爾化學獎。1950年，他首先闡明並發現了氨基酸鏈的α螺旋狀結構。此後，鮑林又投入到DNA結構的研究。他是最早認定DNA分子具有與氨基酸鏈類似的螺旋結構的科學家，而且研究的環境最優越，但他錯誤地認為DNA分子是由三股螺旋組成的，這使他誤入歧途。
英國女生物學家富蘭克林是最早認定DNA具有雙螺旋結構的科學家，並且運用X射線衍射技術拍攝到了清晰而優美的DNA照片，為探明其結構提供了重要依據，她還精確地計算出DNA分子內部結構的軸向與距離。而英國富蘭克林和生物物理學家威爾金斯則計算出DNA分子螺旋的直徑與長度。他們二人還對DNA分子的結構作出了確切而關鍵性的描述：磷酸根在螺旋的外側，堿基在螺旋內側。
英國劍橋大學國王學院1946年就設立了DNA結構研究室，富蘭克林與威爾金斯擁有充足的經費和先進的技術設備，他們與成功地建立DNA雙螺旋結構模型隻有咫尺之遙，但卻未能跨出最後也是最關鍵的一步。這一方麵是因為他們認為探索DNA結構的惟一途徑是使用晶體學和數學計算的方法，拒絕采用建立結構模型的方法；另一方麵是提取雞血細胞的細胞核。
在英國劍橋大學國王學院的實驗室中，富蘭克林雖然是惟一適合運用X射線衍射技術研究DNA結構的科學家，但她發現自己是處於一種對女科學家充滿敵意的環境中，很難與同行們進行討論與交流，並且她與後來派來做她上司的威爾金斯關係不融洽。富蘭克林對DNA的研究工作取得了重要進展，卻被有關方麵要求停止這方麵的進一步研究。1951年她離開了國王學院，到倫敦大學伯克貝克學院從事病毒結構的研究。雖然威爾金斯還邀請她繼續參與DNA的研究，但這些因素還是對她們二人的工作產生了不利的影響。在很長一段時期，富蘭克林的工作沒有得到應有的承認。
到1951年9月，富蘭克林與威爾金斯在DNA結構的研究上已經非常接近勝利的終點了。就在這時，出現了兩個年輕的競爭者克裏克和沃森。
克裏克是英國北安普敦人，1916年6月8日出生。1934年中學畢業時，數學和物理成績名列前茅，1937年畢業於倫敦大學物理係。在做博士論文的第二年爆發了第二次世界大戰，這使他不得不放棄學業。克裏克在大學學的是物理專業，畢業後攻讀物理學研究生。第二次世界大戰爆發後，他中斷學業參軍。戰後，他受薛定諤的《生命是什麼》一書的影響，轉而學習生物學，1949年進入劍橋大學卡文迪許實驗室師從英國著名分子生物學家佩魯茨攻讀研究生。
當時，佩魯茨與肯德魯正在合作運用X射線衍射技術研究血紅蛋白和肌紅蛋白的分子結構。作為他們的學生和助手，克裏克與沃森被安排共用一間辦公室。兩個年輕人都是《生命是什麼》的忠實讀者，又都對從分子生物學的角度研究遺傳基因感興趣，於是結成了事業上的合作夥伴。他們決定進行DNA結構的研究。
在三組DNA結構研究人員中，沃森和克裏克最年輕，資曆最淺，知識與經驗最缺乏，以前也沒有進行過相關的研究，而且DNA結構不是他們的本職研究課題，但成功的桂冠卻被他們在這場科學競賽中摘取了。
經過多日的實驗與研究，克裏克與沃森一致認為：當時的X射線晶體衍射技術水平尚不足以清晰顯示生物大分子較為複雜的三維圖像，僅靠數學計算，難以確定大分子中所有原子的準確位置。如果設想DNA分子呈螺旋狀，則不妨依據X射線衍射圖上的幾組數據，先構建出分子模型的大模樣，再不斷調整其中原子排列的細節，直到其與真實分子的衍射圖十分接近為止，此時得到的即應是DNA的實際立體結構。不久，克裏克和沃森得知美國化學家鮑林正是依據結構化學的簡單原理，通過構建分子模型的途徑，發現了蛋白質多肽鏈的α螺旋結構。這更使他們確信：解決DNA分子結構之路在於構建模型。