Stěhování na Západ

Další zlomový okamžik pro Stanleyho nastal díky další náhodné okolnosti. Gordon Sproul, prezident Kalifornské univerzity, hledal člověka, který by vedl nové oddělení biochemie v Berkeley. Se Stanleym se setkal, když jejich letadla přistála kvůli mlze, a v zásadě se dohodli na společné budoucnosti. Součástí dohody bylo vytvoření samostatné výzkumné laboratoře, virové laboratoře, kalifornskou legislativou. V roce 1948 se Stanley přestěhoval do Berkeley a během následujících pěti let úspěšně obsadil jak biochemické oddělení, tak virovou laboratoř.

Stanleyho zájem se obrátil od rostlinných virů k lidským patogenům, zejména k viru chřipky. Během druhé světové války byl jeho hlavním cílem vývoj vakcíny proti tomuto viru. V Berkeley pokračoval výzkum rostlinných, bakteriálních a zvířecích virů; Stanleyho největší zájem se soustředil na zvířecí viry, přičemž středem jeho zájmu byla poliomyelitida. V následujících letech se jeho zájem zaměřil spíše na viry způsobující nádorová onemocnění. U několika z nich bylo popsáno, že vyvolávají nádory u kuřat nebo králíků, které se podobají lidským zhoubným nádorům. Názor, že mnoho nebo všechny zhoubné nádory mohou být způsobeny viry, našel ve Stanleym nového zastánce a proroka. Tomuto aspektu jeho kariéry se dostalo vrcholného uznání, když v roce 1970 zastával funkci prezidenta desátého mezinárodního kongresu o rakovině.

Stanley obdržel mnoho poct a ocenění. Kromě Nobelovy ceny za chemii z roku 1946, o kterou se podělil s Johnem Northropem a Jamesem Sumnerem, to byl prezidentský certifikát za zásluhy a Franklinova medaile z roku 1948, ocenění Americké společnosti pro rakovinu z roku 1959 a více než tucet čestných doktorátů. Stanley odešel do důchodu jako ředitel virové laboratoře v roce 1969. Zemřel 15. června 1971 v Salamance ve Španělsku.