1940年，年仅24岁的加涅博士毕业后成为康涅狄格大学女子学院一名教师，并放弃了实验室中对白鼠的研究，开始转向人类学习的研究，至此开始了他的学术生涯。不过由于经费问题，研究困难重重。
更不巧的是，1941年美国正式宣布参加第二次世界大战。加涅应征入伍进了空军，所以刚刚起步的学术研究就中断了。在空军部队，加涅凭借其心理学背景，留在了亚拉巴马州的马克斯韦尔空军基地第一心理学实验室工作(PsychologicalResearehunitNo.1,MaxwezlField,Alabama),主要从事测量、选拔和训练飞行员的研究。次年，又进入位于迈阿密滩的军官学校。随后以少尉的身份被指派到得克萨斯州的一个航空医疗学校，参与用于航空机组人员分级的心理测量的研究工作。
战后，加涅曾在宾夕法尼亚州立大学和康涅狄克学院短期任教。1950年到1958年间，加涅担任美国科罗拉多州空军基地实验室的技术主任，从事心理学研究和专业人员的培训工作。实验室中积聚着当时美国一批很有才华的心理学家，彼此合作中，也收获颇多。加涅认为，这8年的历程其实是他职业生涯的顶峰，为他日后取得卓越的成绩积累了丰富的实践经验以及原始资料。
之后离开部队，已到中年的加涅终于可以继续其学术研究了。刚开始在普林斯顿大学任心理学教授，并从事学校知识科目及技能科学教学的实验研究。因为当时正值苏联第一颗人造卫星上天，震惊美国朝野。这实际上是对美国科学技术的挑战，显示了美国在军事竞赛中处于劣势，这一切引起了美国的恐慌。为此美国官方于1958年派出了考察团访问苏联，以寻找美国落后的原因。考察结果是美国科技落后的原因在教育，特别是中小学“基础教育”。随着1958年《美国国防教育法》(NationalDefenceEducationAct)的出台(该法案中提出增拨科学教育经费，重点改进各级各类学校的数学、自然科学和现代外语的教学，并将这三门课程定为美国的“新三艺”),掀起了美国20世纪五六十年代美国教育改革，尤其是课程改革的**。
正是在这样的大背景下，加涅的研究也转向了学校学习。这期间对其影响最大的研究就是他与马里兰大学合作的“数学项目”(MathematicsProject)研究。研究中，加涅发现那些成绩较差的孩子之所以不能完成指定的数学任务，是因为他们对之前要掌握的基础知识掌握得不是很好，较低层次的学习没有学会致使在完成新的更高级学习任务时困难重重。由此入手，加涅慢慢开始形成他著名的“学习层级”理论，这在后面的论述中会具体谈到。
不知疲倦的他，1962年又加入了美国研究学会。任宾夕法尼亚州匹兹堡的美国科研工作协会研究主任，研究人类行为、教育方法以及教育程序的设计与评价。这里汇集了当代一大批多个领域的专家，如认知心理学家、计算机专家、人类学家、组织行为管理专家、哲学家等。在这里，加涅为了促进具有不同学术背景的研究者的对话与交流，创办了关于培训研究的学术期刊(TrainingResearchJournal)。这是加涅人生中最繁忙的时期，也正是在这期间，他出版了《学习条件》 (TheConditionsofLearning,1965)一书，该书一经问世就引起了强烈反响。很多国家要求翻译，一时间加涅成为享誉全球的心理学家。
