Estuvo trabajando para Farmacéutica ICI en 1958 y mientras desarrollaba el propranolol, un beta bloqueador utilizado para el tratamiento de la enfermedad cardíaca.
Obtuvo el Premio Nobel de Medicina en 1988, conjuntamente con los investigadores estadounidenses Gertrude B. Elion y George H.
Al mismo tiempo, Black estaba desarrollando un método similar para inventar medicamentos para el tratamiento de las úlceras en el estómago, pero ICI no quería seguir adelante con la idea, por lo que Black renunció en 1964 y se unió a Smith, Kline y French, donde trabajó durante nueve años hasta 1973.
Mientras estuvo allí, Black desarrolló su segundo medicamento importante, la cimetidina, que se lanzó bajo la marca Tagamet en 1975 y pronto superó en ventas al propranolol para convertirse en el medicamento recetado más vendido del mundo.
Sin embargo, no estaba de acuerdo con su jefe inmediato allí, Sir John Vane, y renunció en 1984.
En 1981 fue nombrado Caballero de la Orden del Mérito por la reina Isabel II.