Oppenheimer sai Yhdysvaltain kansallisen tutkimusneuvoston apurahan Kalifornian teknologiainstituuttiin (Caltech) syyskuussa 1927. Bridgman halusi hänet myös Harvardiin, joten kompromissi saavutettiin, jossa hän jakoi apurahansa 1927-1928 lukuvuodelle Harvardiin ja Caltechille vuonna 1928. Caltechissa hän solmi läheisen ystävyyden Linus Paulingin kanssa, ja he suunnittelivat yhteisen hyökkäyksen kemiallisen sidoksen luonteeseen, alaan, jossa Pauling oli edelläkävijä, Oppenheimer toimitti matematiikkaa ja Paul tulkitsee tuloksia.
Kalifornian teknologiainstituutti