Z doktoratem powrócił na DePauw University, by kontynuować karierę naukową (1932–1935). W 1935 roku zdobył międzynarodowe uznanie za zsyntetyzowanie fizostygminy z bobotrutki trującej, co pozwoliło stworzyć nowy lek na jaskrę. Pomimo sukcesu uczelnia odmówiła mu posady profesora ze względu na rasę. Chcąc odejść z uczelni, zaczął starać się o pracę w przemyśle chemicznym, ale wielokrotnie odmówiono mu angażu z powodów rasowych. Ostatecznie został szefem laboratorium w Glidden Company (1936).
W nowej pracy miał opracować farby na bazie soi, jednak na początku lat 1940. wynalazł pianę do gaszenia pożarów olejów i benzyn powstałą z wykorzystaniem białka sojowego. W czasie II wojny światowej była ona wykorzystywana przez załogi okrętów.
Kontynuował także badania biomedyczne i odkrył sposób ekstrakcji steroli z nasion soi oraz opracował sposób syntezy progesteronu i testosteronu. Opracował także sposób syntezy kortyzonu, używanego w leczeniu reumatoidalnego zapalenia stawów. łącznie posiadał ponad 100 patentów.
Julian odszedł z Glidden w 1953 roku i założył rok później własne laboratorium, nazwane Julian Laboratories. W 1961 r. sprzedał firmę za 2 mln dolarów, stając się jednym z pierwszych czarnych milionerów.