badań układu sercowo-naczyniowego, a później jako specjalistę torakochirurgii. W tym czasie Ross wniósł istotny wkład w rozwój operacji w hipotermii, oraz w skonstruowaniu własnego pomysłu oksygenatora (utleniacz). Cztery lata później, w 1958, został mianowany konsultantem kardiochirurgii, a w 1970 został mianowany dyrektorem Oddziału Chirurgii Londyńskiego Instytutu Kardiologii. Na sali operacyjnej był znany z wybitnych zdolności technicznych.
Doktor Ross był szczególnie zainteresowany leczeniem chorób zastawek. Na początku lat 60. XX w. jako pierwszy zastosował homograft do wymiany zastawki aortalnej. Był także pionierem w zastosowaniu homoprzeszczepów aorty do rekonstrukcji zwężonej drogi odpływu prawej komory. Pod koniec lat sześćdziesiątych, pracując w National Heart Hospital, dokonał czegoś, co uważał za swój najbardziej znaczący wkład w kardiochirurgię: zabiegu autoprzeszczepu płucnego, szerzej znanego jako procedura Rossa. Operacja ta polegała na przeniesieniu zastawki płucnej do pozycji aortalnej, a następnie umieszczeniu homograftu zastawki aortalnej w pozycji zastawki płucnej. Pacjentowi oszczędzono konieczności stosowania leków przeciwzakrzepowych i ewentualnej wymiany zastawki.