В 1958 году Джошуа Ледерберг получил Нобелевскую премию и переехал в Стэнфордский университет, где стал основателем и председателем кафедры генетики. Он сотрудничал с Фрэнком Макфарлейном Бернетом в изучении вирусных антител.
После запуска Спутника в 1957 году Ледерберг начал беспокоиться о биологическом воздействии освоения космоса. В письме в Национальную академию наук он изложил свои опасения, что внеземные микробы могут попасть на Землю с борта космического корабля и вызвать катастрофические заболевания. Он также утверждал, что, наоборот, микробное загрязнение искусственных спутников и зондов может помешать поиску внеземной жизни. Он рекомендовал вводить карантин для возвращающихся астронавтов и оборудования и стерилизовать оборудование перед запуском.
Объединившись с Карлом Саганом, он публично выступал за то, что он называл экзобиологией, что помогло расширить роль биологии в НАСА. В 1960-х годах в сотрудничестве с Эдвардом Фейгенбаумом на факультете информатики Стэнфорда он разработал программу DENDRAL.
В 1978 году он стал президентом Рокфеллеровского университета, пока в 1990 году не покинул свой пост и не стал профессором-эмеритом молекулярной генетики и информатики Рокфеллеровского университета.
На протяжении всей своей карьеры Ледерберг активно работал в качестве научного консультанта правительства США. Начиная с 1950 года, он был членом различных групп Президентского консультативного комитета по науке. В 1979 году он стал членом Научного совета по вопросам обороны США и председателем президентской группы по вопросам рака при президенте Джимми Картере. В 1989 году получил Национальную медаль науки за вклад в научный мир. В 1994 году он возглавил целевую группу Министерства обороны по изучению последствий войны в Персидском заливе для здоровья, которая исследовала синдром войны в Персидском заливе.
В 2006 году Ледерберг был награжден Президентской медалью свободы.
