Dyson flyttede til USA i 1947 som Commonwealth Fellow for at tjene en fysik doktorgrad med Hans Bethe ved Cornell University (1947<unk>48). Der gjorde han bekendtskab med Richard Feynman. Den spirende engelske fysiker anerkendte det strålende af den flamboyante amerikanske, og knyttet sig så hurtigt som muligt. Han flyttede derefter til Institute for Advanced Study (1948<unk>49), før han vendte tilbage til England (1949<unk>51), hvor han var en forsker ved University of Birmingham. I 1949 Dyson demonstrerede ækvivalensen af to formuleringer af kvantum elektrodynamik (QED): Richard Feynman diagram og den metode, der er udviklet af Julian Schwinger og Shinir Ward. Han var den første person efter deres ophavsmand til at værdsætte kraften af Cornell Feynman diagrammer og hans arbejde på Advanced Feynman Institute i Princeton.
Projekt Orion