Dyson es va traslladar als Estats Units el 1947 com a membre de la Commonwealth per obtenir un doctorat en física amb Hans Bethe a la Universitat de Cornell (1947-48). Allà va fer la coneixedora de Richard Feynman. El físic anglès en flor va reconèixer la brillantor de l'estampant americà, i es va unir a ell tan ràpidament com va ser possible. Després es va traslladar a l'Institut d'Estudis Avançats (1948-49), abans de tornar a Anglaterra (1949-51), on era investigador a la Universitat de Birmingham. El 1949 Dyson va demostrar l'equivalència de dues formulacions d'electrodinàmica quàntica (QED): el diagrama de Richard Feynman i el mètode desenvolupat per Julian Schwinger i Shinir Ward. Va ser la primera persona després del seu creador a acceptar el poder dels diagrama de Feynman i el seu professor de física relacionat amb el seu treball a l'Institut d'Estudis Avançats de Princeton.
Projecte Orió