W 1957 opuścił Wielką Brytanię, protestując przeciwko kryzysowi sueskiemu i wyemigrował do Indii. W 1961 roku przyjął obywatelstwo indyjskie. Do Indii zaprosił go Prasanta Chandra Mahalanobis. Haldane kierował Laboratorium Genetyki i Biometrii (State Government Genetics and Biometry Laboratory) w Orisie.
Działalność naukowa Zajmował się m.in. zagadnieniami genetyki populacyjnej, teorii działania enzymów i fizjologii człowieka.
W latach 1924–1934 wydał cykl publikacji A Mathematical Theory of Natural and Artificial Selection opisujących pierwsze matematyczne modele ilustrujące teorię ewolucji i doboru naturalnego.
W latach 1933–1937 współpracował z Julią Bell w pracach nad genetycznym podłożem ślepoty barw i hemofilii.
W opublikowanym w 1928 roku eseju On Being the Right Size poruszał zagadnienia istotnych zależności pomiędzy wielkością zwierząt a ich sposobem życia. Jego obserwacje zostały nazwane przez urbanistkę Jane Jacobs zasadą Haldane’a i wykorzystywane w jej pracach.
W pracy Daedalus or Science and the Future z 1923 roku, Haldane po raz pierwszy użył pojęcia ektogeneza na opis rozwoju płodu poza organizmem matki.