I když Calvin nadále učit během války, se stal aktivní v národním válečné úsilí. Byl vyšetřovatel pro národní obrany rady pro výzkum od 1941 do 1944 a výzkumný pracovník na projektu Manhattan od roku 1944 do roku 1945. Chcete-li pomáhat válečnému úsilí, Calvin vyvinul jednoduchou metodu pro získání čistého kyslíku z atmosféry pro použití v průmyslových aplikacích, včetně svařování. Tento proces se ukázal důležitý v oblastech, jako je jižního Pacifiku, kde se pravidelné dodávky kyslíku nebyly k dispozici.
Když válka skončila, Calvin se vrátil do Berkeley. On byl jmenován mimořádným profesorem chemie v Berkeley v roce 1945 ao dva roky později, povýšen na řádný profesor. Zůstal tam až do důchodu.
Na podzim roku 1945, Ernest Orlando Lawrence, ředitel radiační laboratoře v Berkeley, radil Calvin, že "nyní je čas udělat něco užitečného s radioaktivním uhlíkem," nebo uhlíkové 14, který byl objeven v laboratoři před pěti lety. V únoru 1946, Calvin navrhl projekt studuje fotosyntéza, vyšetřování, zahrnující uhlík 14. Chcete-li provést tento úkol, on organizoval Bio-Organic Chemistry Group, který zahrnoval biology, chemiky a fyziky. Členové týmu pracoval v atmosféře spolupráce a otevřené komunikace. Člen komentoval: "Byl to mimořádně harmonický organizace:. Calvinova vědecké vedení, Ernest Lawrence správcovství, kvalita vědců, vzrušení z projektu, dostatečné finanční prostředky, všechny byly významné faktory, které přispívají k úspěchu" Pro jeho část, Calvin, kdo měl omezený zázemí v biologii, začal studovat biologické vědy v polovině 1940 a pokračoval ve studiu až do pozdní 1950.
Calvin doufal, že se vrhnout světlo na fotosyntézu, což je proces, který vědci neměli naprosto chápu. Joseph Priestley objevili základní princip fotosyntézy-že rostliny používají energii ze slunečního záření přeměnit oxid uhličitý a vodu d
