1978年，陳竺被推薦到上海第二醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院內(nèi)科進(jìn)修。著名血液學(xué)專家王振義教授意外發(fā)現(xiàn)，陳竺雖然只有中專學(xué)歷，但寫病史十分仔細(xì)、準(zhǔn)確，字跡工整，他開始悄悄觀察這個(gè)年輕人。

　　這年10月，高?；謴?fù)研究生招生考試，愛才心切的王振義鼓勵(lì)陳竺報(bào)考自己的研究生。沒有上過大學(xué)的陳竺日以繼夜地自學(xué)大學(xué)課程，最終在600多名考生中獲得總分第二、血液學(xué)專業(yè)第一的好成績(jī)。王振義堅(jiān)持承受了重大壓力，破格錄取了他。陳竺學(xué)業(yè)進(jìn)步很快，先后在《中華醫(yī)學(xué)》英文版發(fā)表了3篇有關(guān)血友病的論文，引起國(guó)際醫(yī)學(xué)界的關(guān)注，不久就被接納為國(guó)際血友病聯(lián)盟的第一個(gè)中國(guó)會(huì)員。

　　1984年，陳竺憑著優(yōu)異的專業(yè)成績(jī)和掌握英語(yǔ)、法語(yǔ)兩門外語(yǔ)的優(yōu)勢(shì)，成為新中國(guó)成立后首批赴法國(guó)擔(dān)任外籍住院醫(yī)生的人選，來到巴黎圣·路易醫(yī)院血液中心實(shí)驗(yàn)室。一年后，他開始攻讀博士研究生學(xué)位，主修分子生物學(xué)。陳竺如饑似渴地學(xué)習(xí)，常常通宵達(dá)旦。在第一年的考試中，以“白血病T細(xì)胞受體基因的研究”的論文，奪得全班第一。

　　1986年1月，陳竺的夫人、研究生同學(xué)陳賽娟來到陳竺所在研究所攻讀細(xì)胞遺傳學(xué)博士學(xué)位。她接手了一個(gè)高深的細(xì)胞遺傳學(xué)課題，攻了整整半年，未見一絲成功的曙光，陳竺來助戰(zhàn)。那段時(shí)間，熟悉的人都知道，“半夜還亮著燈的實(shí)驗(yàn)室，一定是陳的”。甚至連實(shí)驗(yàn)大樓的大門鑰匙，都由陳竺掌管了很久，因?yàn)樗麄儊淼锰纾叩糜痔怼?strong>半年后，陳竺夫婦合作發(fā)表了6篇論文，在白血病分子生物學(xué)研究領(lǐng)域取得了“突破性成果”，找到了染色體斷裂的確切位置，并提出了新的斷裂點(diǎn)集中區(qū)域的概念，之后被國(guó)際同行廣泛采納。

　　1989年，陳竺夫婦倆決定回國(guó)，老師們勸他們：“留下來，你們會(huì)有燦爛的前程，回國(guó)，你們將一無所有?！?u>陳竺笑了笑說：“之所以回國(guó)，不是因?yàn)槲也粣鄯▏?guó)，而是因?yàn)槲腋鼝壑袊?guó)?！彼谧约翰┦空撐牡撵轫?yè)上，工整地寫下：獻(xiàn)給我的祖國(guó)。

　　“貧瘠”的土地上開花結(jié)果

　　歸國(guó)創(chuàng)業(yè)初期異常艱苦。擔(dān)任上海血液學(xué)研究所所長(zhǎng)職務(wù)的王振義只是一個(gè)“皮包所長(zhǎng)”，要建血液研究室更是缺人、缺設(shè)備，甚至沒有一間像樣的房子。他們一路上小心翼翼帶回的價(jià)值幾萬(wàn)法郎的試劑，因寄放在上海二醫(yī)大基礎(chǔ)部的低溫冰箱故障，竟全部報(bào)廢了!由于沒有相關(guān)設(shè)備，他們要到外邊的實(shí)驗(yàn)室去“借做”，陳竺把那些貴重嬌氣的標(biāo)本、試劑、試管及實(shí)驗(yàn)材料輕輕放在自行車車筐里，四處奔走。

　　經(jīng)過多年探索，陳竺發(fā)現(xiàn)維甲酸和砷劑實(shí)際上是通過不同的途徑，靶向作用于急性早幼粒細(xì)胞白血病的同一關(guān)鍵致病基因編碼的蛋白質(zhì)，因此提出兩藥共用的“協(xié)同靶向治療”設(shè)想。臨床試驗(yàn)中，90％以上的患者長(zhǎng)期無病生存。

　　當(dāng)陳竺得知哈爾濱醫(yī)科大學(xué)張庭棟教授等用砒霜治療早幼粒細(xì)胞性白血病，取得時(shí)間長(zhǎng)短不一的完全緩解的消息后，便開始與之合作。1年后，他們合作在國(guó)際權(quán)威雜志《血液》上發(fā)表論文，揭示了三氧化二砷（即砒霜）是通過誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡（細(xì)胞程序性死亡）而發(fā)揮作用的。這一發(fā)現(xiàn)使砒霜這個(gè)古老的藥物，正式步入了現(xiàn)代藥物治療研究的主流。

　　1995年11月3日，陳竺被增選為中國(guó)科學(xué)院院士（生物學(xué)部）。這年，他只有42歲，是當(dāng)時(shí)中國(guó)醫(yī)學(xué)界最年輕的院士。

　　2000年10月，陳竺出任中國(guó)科學(xué)院副院長(zhǎng)，分管國(guó)際合作局和生物技術(shù)局，但他的研究工作從未停止。