Po wojnie Leona Marshall powróciła do Uniwersytetu w Chicago, gdzie stała się członkiem Fermi'ego w Instytucie Badań Jądrowych. W 1960 roku dołączyła do Uniwersytetu w Chicago, gdzie pracowała w reaktorze ciężkiej wody Chicago Pile 3, znalazła sposób na 100% spolaryzację spinów wiązków neutronów i określiła wskaźnik załamania neutronów dla różnych materiałów. Jej drugie dziecko, John Marshall III, urodził się w 1949 roku. Stała się profesorem asystentem w 1953 roku. Po śmierci Fermi'ego w 1954 roku Marshalls rozstali się. John Marshall wrócił do Laboratorium Los Alamos, podczas gdy Leona, obecnie samotna matka, została członkiem Instytutu Badań Zaawansowanych w Princeton w New Jersey w 1957 roku.
John Marshall III