他們建立的雙螺旋結構是以核苷酸中的糖和磷酸為骨架，堿基兩兩相聯夾於螺旋鏈之間。DNA有4種堿基：腺嘌呤（A）、腦腺嘧啶（T）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C），起先他們讓相同的堿基配對，如A基與A基配對，T基與T基配對。但是這種對稱式配對方式卻使兩條鏈發生扭曲。
正當他們傷腦筋時，美國生化學家查哥夫對DNA的研究成果給了他們很大幫助。查哥夫發現，在他分析的每個DNA標本中，A和T的數目相等，G和C的數目相等，而A、T與G、C的比例則隨生物物種的不同而變化。
經過深入研究思考，沃森和克裏克終於找到了答案，那就是讓A基和T基配對，G基和C基配對，DNA的雙螺旋結構被發現了！
其實，當時已接近發現DNA雙螺旋結構的不止沃森和克裏克。鮑林由於陷入了三迭鏈的錯誤設想中而功虧一匱，威爾金斯和弗蘭克林又沒有能跳出蛋白質的單螺旋結構而錯失良機。年輕的沃森和克裏克既沒有鮑林那樣豐富的學識和經驗，又沒有像威爾金斯和弗蘭克林首先掌握了第一手資料，他們為什麼能戰勝對手，捷足先登呢？這不僅僅是因為他們個人的智慧和想象力，兩個人知識互補、相互配合，而且因為他們善於博采眾長，集思廣益，他們吸收了鮑林提出的氫鍵結合概念，從查哥夫那裏知道了正確的堿基比，接受了同辦公室化學家多諾休對他們模型提出的意見，爭取到了數學家格裏費思的幫助……正是在眾人工作的基礎上，最後才別出心裁地提出堿基互補的DNA雙螺旋模型。不難看出，揭開基因奧秘並非一二個科學家的功勞，而是眾多科學家眾擎齊舉的結果。
沃森和克裏克的研究結果與威爾金斯小組提供的X射線衍射照片，一起發表於1953年4月份的英國《自然》雜誌上。由於這一成就，沃森、克裏克、威爾金斯三人共同獲得了1962年的諾貝爾生理學或醫學獎。
DNA雙螺旋結構的發現被認為是20世紀最偉大的發現之一。
它使人們對千百年來迷惑不解的遺傳之謎有了本質的了解，解釋了生命為什麼能一代又一代自我複製。
就在DNA雙螺旋問世不久，遺傳密碼也被破譯了。每三個堿基組成一個密碼，這樣一共有64個密碼子，其中61個密碼子與組成蛋白質的20種氨基酸相關，其餘3個密碼子則在製造某種氨基酸中起起動、停止等“標點符號”的作用。
UCACU苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸〖〗半胱氨酸U苯丙氨酸絲氨酸酪氨酸半胱氨酸C亮氨酸絲氨酸終止號終止號A亮氨酸絲氨酸終止號色氨酸GC亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸U亮氨酸脯氨酸組氨酸精氨酸C亮氨酸脯氨酸穀氨酰胺精氨酸A亮氨酸脯氨酸穀氨酰胺精氨酸GA異亮氨酸蘇氨酸天門冬酰氨絲氨酸U異亮氨酸蘇氨酸天門冬酰氨絲氨酸C異亮氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸A甲硫氨酸蘇氨酸賴氨酸精氨酸GG纈氨酸丙氨酸天門冬氨酸甘氨酸〖〗U纈氨酸丙氨酸天門冬氨酸甘氨酸C纈氨酸丙氨酸穀氨酸甘氨酸A纈氨酸丙氨酸穀氨酸甘氨酸GDNA雙螺旋結構的發現，還使人們對種種生命現象有了更深刻的認識。各種先天性遺傳病，就是由於基因的異常引起的，而癌症的發生則與基因的變異、調控失靈有關……由於DNA雙螺旋結構的發現，還導致了一門新的學科——遺傳工程的誕生。人們可以把一個物種的遺傳基因轉移到另一個物種中，從而創造新的物種；還可以用正常的基因來代替修補缺損的基因等。這不僅在生物學研究中有重要意義，而且在農業、醫學、環保、資源利用、發展新一代生物計算機等方麵有著廣闊的應用前景。
DNA雙螺旋結構的發現帶來了分子生物學的突飛猛進，它深刻地影響到人類生活的方方麵麵，使人們迎來了一個新的時代，那就是分子生物學稱雄的時代。