Роус со своими коллегами пытался выявить условия, способствующие и препятствующие росту экспериментальных опухолей, а также найти черты сходства и различия между этими опухолями и «естественными» новообразованиями у млекопитающих.
Начавшаяся Первая мировая война заставила Роуса отклониться от изучения опухолей и он с коллегой Дж. Тернером занялся разработкой методов хранения крови. Вскоре они создали раствор, включающий кислоту, цитрат и декстрозу. В этом растворе, названном раствором ACD, красные кровяные тельца сохранялись от трех до четырех недель, и в течение всего этого времени кровь была пригодна для переливания. Раствор ACD используется с этой целью и поныне.
Вскоре после окончания Первой мировой войны он со своими коллегами разработал новый метод разделения клеток с помощью трипсина – фермента, вырабатываемого поджелудочной железой и гидролизующего белки.
В начале 20-х годов Роус с коллегами разработал физиологическую основу клинических проб на наличие желчных камней в печени. Кроме того, они выявили, что билирубин (пигмент желчи) образуется в результате распада гемоглобина и при накоплении билирубина в крови возникает желтуха.
В начале 30-х годов Роус и его сотрудники снова приступили к экспериментальному исследованию рака, изучая злокачественное перерождение папиллом (доброкачественных опухолей) у кроликов и опухоли крыс и мышей.
В 1942 году Роус предложил 3 гипотезы, касающиеся механизмов образования опухолей. Согласно первой из них, вирусы могут инфицировать организм еще во время внутриутробного развития или в молодом возрасте, и, по словам Роуса, «в большинстве случаев совершенно не проявляются. Однако если на клетки, инфицированные вирусом, действует провоцирующий фактор, может начаться процесс перерождения клеток и рост опухоли». Согласно второй гипотезе, опухоли, которые на первый взгляд образуются самопроизвольно, могут вызываться химическими канцерогенными веществами (Роус называл их провоцирующимися канцерогенами). Наконец, третья гипотеза заключалась в том, что «дремлющие» вирусы и химические канцерогены могут взаимодействовать, также вызывая спонтанное, казалось бы, появление опухолей.
В 1966 году Роусу была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине «за открытие онкогенных вирусов». Эту премию Роус разделил с Чарлзом Хаггинсом.
В 1915 году Роус женился на Марион Экфорд Декей. У них было три дочери. После окончания Второй мировой войны супруги купили дом в Уэст-Корнуолле (штат Коннектикут), где Роус отдыхал летом, занимаясь рыбалкой и садоводством.