Ses premières recherches sur la contraction musculaire commencèrent en 1909. Elles s'interrompent durant la Première Guerre mondiale, qu'il passe loin du front, mais œuvrant activement dans une unité de recherches chimiques sur les munitions.
Une fois la paix revenue, en 1919, il reprend sa tâche et se met en rapport avec Otto Fritz Meyerhof, professeur à l'Université de Kiel (Allemagne), qui travaille sur le même domaine à partir de postulats différents.
Les deux chercheurs entament alors une fructueuse correspondance de plusieurs années. En 1922, il est lauréat de la moitié du prix Nobel de physiologie ou médecine (l'autre moitié a été remise à Otto Fritz Meyerhof) « pour ses découvertes relatives à la production de chaleur dans le muscle[1] ».
Dans les deux années qui précèdent la déclaration de la Seconde Guerre mondiale, il accueille dans son laboratoire pour un post-doctorat l'américain Otto Schmitt qui vient travailler avec lui sur les influx nerveux. Ce dernier ne dispose d'une bourse que pour un an. Hill lui trouve un financement pour sa seconde année, mais Schmitt rentre aux États-Unis en 1939 à la suite d'une offre de poste d'enseignant par l'Université du Minnesota[2],[3].
Il épouse Margaret Neville Keynes, sœur de John Maynard Keynes (1883-1946), d'où quatre enfants. Son épouse est décédée en 1974.
↑Schmitt, Francis O. The Never-Ceasing Search. Vol. 188. Philadelphia: American Philosophilcal Society, 1990. Print. Memoirs
↑Harkness, Jon M. In Appreciation A Lifetime Of Connections: Otto Herbert Schmitt, 1913-1998. Physics In Perspective 4.4 (2002): 456. Academic Search Complete. Web. 19 mars 2013
(en) Biographie sur le site de la fondation Nobel (le bandeau sur la page comprend plusieurs liens relatifs à la remise du prix, dont un document rédigé par la personne lauréate — le Nobel Lecture — qui détaille ses apports)