Tại đây, bà cộng tác với Solomon Berson để triển khai radioimmunoassay (viết tắt là RIA) (Xét nghiệm miễn nhiễm tia X), một kỹ thuật sử dụng chất phóng xạ đánh dấu cho phép đo lường các lượng nhỏ các chất sinh học khác nhau trong máu người cũng như vô số dung dịch hòa tan trong nước khác. Thử nghiệm RIA dựa trên việc tạo ra 2 chất thử. Một thuốc thử là một phân tử là sản phẩm của liên kết cộng hóa trị một nguyên tử đồng vị phóng xạ với một phân tử mục tiêu. Thuốc thử thứ hai là một kháng thể mà các phản ứng hóa học là đặc thù với chất mục tiêu. Việc đo tín hiệu mục tiêu được thực hiện bằng cách sử dụng cả hai thuốc thử. Chúng được trộn lẫn với chất lỏng có chứa một nồng độ không rõ của mục tiêu để đo được. Nguyên tử phóng xạ cung cấp một tín hiệu có thể được theo dõi. Mục tiêu được cung cấp từ dung dịch nồng độ không biết rõ sẽ chuyển liên kết mục tiêu có đánh dấu phóng xạ sang kháng thể. Ban đầu kỹ thuật này được sử dụng để nghiên cứu các mức insulin trong bệnh đái tháo đường,[5] sau đó kỹ thuật này đã được áp dụng cho hàng trăm chất khác – trong đó có các hormone, vitamin và enzym - tất cả đều quá nhỏ nên trước đây không phát hiện được. Kỹ thuật này có thể được sử dụng để đo vô số các chất được tìm thấy với số lượng nhỏ trong chất lỏng bên trong và bên ngoài các sinh vật (như virus, thuốc và kích thích tố). Danh sách các khả năng sử dụng hiện nay là vô tận, nhưng đặc biệt, RIA cho phép kiểm tra máu hiến tặng để xem có các loại virus bệnh viêm gan v.v... Kỹ thuật này cũng có thể được sử dụng để xác định vấn đề sức khỏe liên quan đến hormone. Hơn nữa, RIA có thể được dùng để dò tìm các chất lạ trong máu trong đó có cả một số chất gây bệnh ung thư. Cuối cùng, kỹ thuật này có thể được sử dụng để đo mức hiệu quả của liều thuốc kháng sinh và các thuốc sử dụng khác.[6]

Mặc dù tiềm năng thương mại của phương pháp này rất lớn, nhưng Yalow và Berson bị từ chối cấp bằng sáng chế cho phương pháp này. Năm 1968, Yalow được bổ nhiệm làm giáo sư nghiên cứu tại Khoa Y học tại Bệnh viện Mount Sinai (New York), nơi bà sau này trở thành giáo sư xuất sắc.[7]