Delbrück reagierte fasziniert und machte sich auf die Suche nach diesem Atom der Biologen, und am Ende der 1930er-Jahre hatte er es gefunden. Er war auf Viren gestoßen, die Bakterien angreifen und mehr oder weniger auffressen, weshalb sie Bakteriophagen oder kurz Phagen genannt wurden. Delbrück konnte – in Kooperation mit dem Italiener Salvatore Luria – zeigen, was damals viele überraschte und heute eher trivial klingt, dass sowohl Bakterien als auch Viren über Erbmaterial verfügen und mit ihnen Genetik getrieben werden kann. Die Lebenswissenschaften konnten den Weg zur Molekularbiologie einschlagen, deren Erfolgsgeschichte über die Doppelhelix (1953) und die Gentechnik (1973) bis zum Humanen Genomprojekt (2003) führt. Die Phagen verschwanden dabei immer mehr aus dem Rampenlicht, und das Interesse der Wissenschaft richtete sich auf Onkogene und die Genregulation in menschlichen Zellen.
