En 1958, ingresó a la facultad de química en la Universidad de Chicago, donde se hizo cargo del laboratorio del Premio Nobel Harold Urey.

Desde 1961 hasta su jubilación en 2001, él ocupó cargos en los departamentos de química y geo-física.

Dirigió el Instituto Enrico Fermi en la universidad de 1998 a 2001.

[2]​ Al año siguiente, la Meteoritical Society le otorgó su Leonard Medalla.

[3]​ Clayton ganó el Elliott Cresson Medalla del Instituto Franklin en 1985.