En ese mismo año, Paneth contrajo matrimonio con Else Hartmann, con quien tuvo dos hijos.

En 1927, Paneth y Kurt Peters publicaron los resultados obtenidos durante el estudio de la transformación del hidrógeno en helio, un proceso conocido en la actualidad como fusión fría.

[1]​ Posteriormente, ambos científicos se retractaron de dichos resultados, admitiendo que el helio detectado en sus experimentos procedía del presente en la atmósfera terrestre.

[2]​ Cuando Hitler ascendió al poder en 1933, Paneth se encontraba impartiendo un ciclo de conferencias en el Reino Unido y decidió no regresar a Alemania.

En ese mismo año, se le ofreció dirigir el Instituto Max Planck de Química en Maguncia, puesto que aceptó y que significó su regreso a Alemania.