Tuo Čikagoje, Bloch išnagrinėjo galimą vaidmenį angliavandenilių skvaleno cholesterolio biosintezės. Jis švirkščiamas radioaktyviųjų acto rūgštį į dygliaryklis kepenis, kur skvalenas gaminamas gausa. Vėliau, Bloch sėkmingai pakeitė žiurkių kepenys. Su kolega Robert G. Langdon, Bloch įrodė, kad skvalenas yra vienas iš 36 žingsnių biosintezės konversijos acetato į cholesterolio.
Darbas savarankiškai, Bloch ir vokiečių biochemikas Fiodoro Lynen kiekvienas atrado, kad mevalonic rūgštis yra paverčiama izoprenu, angliavandenilio tipo, kad yra paverčiama skvaleno. Skvalenas paverčiama lanosterolis ir tolesni žingsniai galiausiai gaminti cholesterolį.
1964 m Bloch ir Lynen Nobelio premiją fiziologijos ir medicinos. Bloch toliau tyrimus tiek cholesterolio ir glutationas, kristalinių amino rūgšties junginio svarbus baltymų apykaitai biosintezė.