1927 kehrte Bernal als Dozent für Strukturkristallographie nach Cambridge zurück und wurde 1931 zum stellvertretenden Forschungsleiter der Abteilung für Kristallographie ernannt, die damals zum Cavendish Laboratory gehörte.
Bernal regresó a Cambridge como catedrático de cristalografía estructural en 1927, y en 1931 fue ascendido a director asistente de investigación en cristalografía, entonces un subdepartamento del Laboratorio Cavendish.