Huggins wurde 1936 als Professor für Chirurgie an die Universität Chicago berufen. 1951 übernahm er die Leitung des dortigen Ben-May-Laboratory für Krebsforschung.

Für seine Arbeiten auf dem Gebiet der Chemotherapie des Krebses erhielt er 1966 zusammen mit Peyton Rous den Nobelpreis für Medizin.

Huggins konnte den Einfluß von Hormonen auf das Wachstum von Tumorzellen nachweisen. Er entwickelte aus dieser Erkenntnis die Behandlung des Prostatakarzinoms mit Sexualhormonen.