Następnie została zaproszona na Uniwersytet Cambridge w Wielkiej Brytanii do pracy pod kierunkiem dr. Dereka Richtera w laboratorium Fredericka G. Hopkinsa. Była studentką Newnham College immatrykulowaną w 1937. Studiowała nauki przyrodnicze. Kiedy Richter odszedł z pracy, pracowała pod kierunkiem dr. Robina Hilla i badała tkanki roślinne. Podczas badania ziemniaków odkryła enzym „cytochrom C”, który odgrywa zasadniczą rolę w łańcuchu transportu elektronów (procesie, w którym organizmy wytwarzają energię), występującym w roślinach, komórkach ludzkich i zwierzęcych. Jej praca dyplomowa na ten temat została ukończona w ciągu 14 miesięcy i liczyła 40 stron, co stanowi odstępstwo od zwykle znacznie dłuższych prac doktorskich.
W 1939, po obronie doktoratu, Kamala wróciła do Indii. Jako zwolenniczka Mahatmy Gandhiego chciała wspierać działania nacjonalistów. Z tytułem profesorskim została kierowniczką Katedry Biochemii w Lady Hardinge Medical College w New Delhi. Później pracowała w Nutrition Research Laboratory w Coonoor jako zastępczyni dyrektora. Koncentrowała się na badaniu działania witamin.