1898年，在湯姆生的推薦下，擔(dān)任加拿大麥吉爾大學(xué)的物理教授，他在那兒呆了9年。于1907年返回英國出任曼徹斯特大學(xué)的物理系主任。1919年接替退休的湯姆生，擔(dān)任卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任。1925年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)長。1931年受封為納爾遜男爵，1937年10月19日因病在劍橋逝世，與牛頓和法拉第并排安葬，享年66歲。

盧瑟福是新西蘭著名物理學(xué)家，著名的原子核物理學(xué)之父。大英百科全書評價(jià)他為繼法拉第之后最偉大的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家。盧瑟福首先提出放射性半衰期的概念，證實(shí)放射性涉及從一個(gè)元素到另一個(gè)元素的嬗變。他又將放射性物質(zhì)按照貫穿能力分類為α射線與β射線，并且證實(shí)前者就是氦離子。因?yàn)?quot;對元素蛻變以及放射化學(xué)的研究"，他榮獲1908年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

獲獎(jiǎng)后，盧瑟福對自己不是獲得物理學(xué)獎(jiǎng)感到有些意外，他風(fēng)趣地說：“我一個(gè)搞物理的怎么就得了個(gè)化學(xué)獎(jiǎng)呢？”“這是我一生中絕妙的一次玩笑！”

1911年，盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出原子核式結(jié)構(gòu)模型。該實(shí)驗(yàn)被評為“物理最美實(shí)驗(yàn)”之一。

1919年，盧瑟福做了用α粒子轟擊氮核的實(shí)驗(yàn)。他從氮核中打出的一種粒子，并測定了它的電荷與質(zhì)量，它的電荷量為一個(gè)單位，質(zhì)量也為一個(gè)單位，盧瑟福將之命名為質(zhì)子。

他通過α粒子為物質(zhì)所散射的研究，無可辯駁的論證了原子的核模型，因而一舉把原子結(jié)構(gòu)的研究引上了正確的軌道，于是他被譽(yù)為原子核物理學(xué)之父。由于電子軌道也就是原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)的矛盾，才導(dǎo)致玻爾提出背離經(jīng)典物理學(xué)的革命性的量子假設(shè)，成為量子力學(xué)的先驅(qū)。

人工核反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)是盧瑟福的另一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。自從元素的放射性衰變被確證以后，人們一直試圖用各種手段，如用電弧放電，來實(shí)現(xiàn)元素的人工衰變，而只有盧瑟福找到了實(shí)現(xiàn)這種衰變的正確途徑。這種用粒子或γ射線轟擊原子核來引起核反應(yīng)的方法，很快就成為人們研究原子核和應(yīng)用核技術(shù)的重要手段。在盧瑟福的晚年，他已能在實(shí)驗(yàn)室中用人工加速的粒子來引起核反應(yīng)。

道爾頓、湯姆生、盧瑟福三位大師為了人類對于微觀物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)的探索做出了重大的貢獻(xiàn)，從道爾頓的實(shí)心球模型到湯姆生的蛋糕模型再到盧瑟福的行星模型，每一步都是巨大的飛躍，代表了人類對原子世界認(rèn)知的一次次進(jìn)步。