Oppenheimer blev tildelt et United States National Research Council stipendium til California Institute of Technology (Caltech) i september 1927. Bridgman ønskede også ham på Harvard, så der blev opnået et kompromis, hvorved han delte sit stipendium for 1927-1928 akademiske år mellem Harvard i 1927 og Caltech i 1928. På Caltech slog han op et tæt venskab med Linus Pauling, og de planlagde at montere et fælles angreb på arten af den kemiske binding, et felt, hvor Pauling var en pioner, med Oppenheimer leverer matematik og Paul fortolke resultaterne.
Californiens Teknologiske Institut