分子生物學
膠原蛋白三螺旋形結構
1954年，37歲的克里克完成博士論文：「X-射線晶體學：肽及蛋白質」，並獲得博士學位。克里克然後在紐約科技大學的實驗室工作，他在那裡繼續進行蛋白質X射線晶體學的分析研究，主要目標是核糖核酸酶與蛋白質生物合成機制。
克里克在發現DNA雙螺旋結構模型後，他將焦點迅速轉向生物學結構所具有的意義。1953年，華生和克里克於《自然雜誌》發表另一篇文章：「它似乎可能是攜帶遺傳資訊代碼的基礎程序」[23]。
1956年，克里克與華生推測出小病毒的內部結構，認為球形病毒是由60個相同亞基所組成，例如番茄叢生矮化病毒[24]。
他在紐約短暫工作後，克里克又回到劍橋大學，直到1976年為止。克里克在這段期間搬到加州定居。克里克與亞歷山大合作，使用X射線繞射來進行研究，例如膠原蛋白結構[25]。
俄羅斯科學家喬治·伽莫夫組織一群科學家，針對RNA進行研究。克里克清楚的意識到，必須有一個短序列的核苷酸代碼來指定一個特定的胺基酸在新蛋白質中形成。1956年，克里克為伽莫夫的RNA研究小組撰寫一篇有關的遺傳密碼問題的論文[26]。克里克在這篇文章中，提出蛋白質是由大約20個胺基酸所合成的證據。
在1950年代中期至後期之間，克里克持續研究蛋白質的合成。到了1958年，克里克已經可以列出所有的蛋白質合成過程中的關鍵程序[27]。
佛朗西斯·克里克於1957年9月的一個實驗生物學研討會上，提出分子生物學中心法則（Central Dogma）。實際上，於1956年10月，他寫了一篇題為「關於蛋白質合成的想法」的筆記，共有2頁。該文件的第二句話是「中心法則：」一旦資訊進入蛋白質，它就不能再出現了。這裡的資訊，是指胺基酸殘基，或與其相關的其他序列的序列。」這個說法在1957年9月的講座中反覆提到了好幾次，並且也出現1957年10月他發在美國《Scientific America》關於核酸的文章中。並於1970年在《自然雜誌》中重申：
分子生物學的中心法則旨在詳細說明連串資訊的逐字傳送，它指出遺傳資訊不能由蛋白質轉移到蛋白質或核酸之中[28]。
DNA → RNA → 蛋白質
對於克里克來說，清楚地存在四種資訊傳遞：DNA→DNA（DNA複製），DNA→RNA（蛋白質合成的第一步），RNA→蛋白質（蛋白質合成的第二步）和RNA→RNA它們自己。有兩個步驟 （圖中的虛線） 沒有證據，但克里克認為是可能的：DNA→蛋白質（這意味著RNA不參與蛋白質合成）和RNA→DNA（結構上可能的，但是當時沒有發現相關的生物功能）。
由於缺乏證據和缺乏生物化學機制，克里克認為是不可能的三個資訊流動同樣令人震驚。這些是蛋白質→蛋白質，蛋白質→RNA，最重要的是蛋白質→DNA。這就是克里克的意思，當他說，一旦資訊從DNA進入蛋白質，它就無法從蛋白質中脫離出來並回到遺傳密碼中。這就是著名的中心法則。