Rowley začal studovat chromozomů, části lidské buňky, které obsahují geny, z pacientů s leukémií na univerzitě v Chicagu v roce 1960 a 1970. Lidské chromozomy jsou uspořádány ve dvojicích. Že je vidět pod mikroskopem, jsou-li špinavé a zvětšený, stejně jako buňky, která obsahuje nimi je asi rozdělit. Rowley pracoval s speciálním mikroskopem a používá barvicí techniku zvanou chromozóm pruhy, ve kterém barvení chromozomů s fluorescenčními chemikálií (chemikálie, které vydávají světlo) vytváří viditelné kapely 23 chromozomálních párů. Každá dvojice má svůj charakteristický model.
Rowley zjištěno, že u pacientů, kteří trpí chronickou myeloidní leukémií (CML), která se vyskytuje převážně u dospělých, úseky dvou z chromozomů se měnily místa nebo přemístěný. Takové abnormality chromozomů se nazývá translokace. 1973, Rowley ukázal, že konkrétní translokace jsou spojeny se specifickými rakoviny. Toto zjištění předložilo důkaz o vědecké teorie, že když růst regulující geny přemístit, chemické instrukce, které řídí dělení buněk k poškození a množení buněk bez kontroly, což vede k rakovině. Rowley hlášeny její výzkum v mnoha vědeckých časopisech a napsal knihu chromozomu změny v leukémií, publikované v roce 1978.
V roce 1977, Rowley byl povýšen na plný profesor na University of Chicago. Ona se stala Blum-Riese profesor Distinguished Service na Katedře univerzity medicíny a Ústav molekulární genetiky a buněčné biologie v roce 1984. Ten rok ona také byl zvolen do členství v Národní akademie věd. Ona sloužil jako prezident americké společnosti Human Genetics v roce 1993.
Rowley získal mnoho ocenění a vyznamenání, včetně National medaile vědy a Lasker Award for Clinical Science, oba který získala v roce 1998. Je spoluzakladatelem a co-editor vědeckém časopise Genes chromozomy a rakoviny.