Em 1958, Joshua Lederberg recebeu o Prêmio Nobel e mudou-se para a Universidade de Stanford, onde foi fundador e presidente do Departamento de Genética. Ele colaborou com Frank Macfarlane Burnet para estudar anticorpos virais.
Com o lançamento do Sputnik em 1957, Lederberg ficou preocupado com o impacto biológico da exploração do espaço. Em uma carta para as Academias Nacionais de Ciências, ele delineou suas preocupações de que micróbios extraterrestres pudessem entrar na Terra a bordo de naves espaciais, causando doenças catastróficas. Ele também argumentou que, ao contrário, a contaminação microbiana de satélites e sondas feitas pelo homem pode obscurecer a busca por vida extraterrestre. Ele aconselhou a quarentena para o retorno dos astronautas e equipamentos e a esterilização dos equipamentos antes do lançamento.
Em parceria com Carl Sagan, sua defesa pública do que ele chamou de exobiologia ajudou a expandir o papel da biologia na NASA. Nos anos 60, ele colaborou com Edward Feigenbaum no departamento de ciências da computação de Stanford para desenvolver o DENDRAL.
Em 1978, ele se tornou o presidente da Universidade Rockefeller, até se demitir em 1990 e se tornar professor-emérito de genética molecular e informática na Universidade Rockefeller.
Ao longo de sua carreira, Lederberg foi ativo como conselheiro científico do governo dos Estados Unidos. A partir de 1950, ele foi membro de vários painéis do Comitê Consultivo Científico Presidencial. Em 1979, ele se tornou membro do Conselho Científico de Defesa dos EUA e presidente do Painel do Presidente Jimmy Carter sobre Câncer. Em 1989, ele recebeu a MedalhaNacionalda Ciência por suas contribuições ao mundo científico. Em 1994, ele chefiou a Força Tarefa do Departamento de Defesa sobre Efeitos Sanitários da Guerra do Golfo Pérsico, que investigou a Síndrome da Guerra do Golfo.
Em 2006, Lederberg foi agraciado com a Medalha Presidencial da Liberdade.
