Selepas Projek Manhattan tamat, Feynman mengajar di Universiti Cornell dan kemudian di Institut Teknologi California (Caltech). Menurut beliau, beliau menolak tawaran kerja di Princeton kerana beliau tidak dapat mengajar dalam pekerjaan tersebut. Feynman mendapati bahawa pelajar-pelajarnya merupakan sebuah inspirasi, dan juga berasa bahawa jika beliau tidak dapat menyelidik, sekurang-kurangnya beliau dapat mengajar.

Semasa di Caltech, Feynman membuat penemuannya yang paling termasyhur. Ini termasuk kuantum elektrodinamik, fizik superbendalir helium cecair yang adisejuk, dan sebuah model reputan lemah. Beliau juga memajukan gambar rajah Feynman yang memudahkan proses pengkonsepan dan pengiraan tindak balas antara zarah-zarah di dalam ruang-masa. Gambar-gambar rajah Feynman kini mustahak untuk teori bebenang dan teori-M. Dengan gambar rajah Feynman, beliau mendapati bahawa seluruh bidang fizik boleh dimodelkan.

Selain itu, Feynman juga diminta memperbaik proses pengajaran pelajar di Caltech. Selepas tiga tahun, sebuah siri syarahannya yang bertajuk Syarahan Feynman mengenai Fizik  berjaya diterbitkan. Walaupun buku-bukunya itu diterima oleh universiti-universiti sebagai buku teks, buku-buku tersebut terus merupakan buku laris kerana ia memberikan pemahaman yang mendalam tentang fizik. Sehingga tahun 2005, buku-buku tersebut telah mencapai jualan sebanyak 1.5 juta naskhah dalam bahasa Inggeris, agak sejuta naskhah dalam bahasa Rusia, dan 500 ribu naskhah dalam bahasa-bahasa yang lain. Feynman kemudian memenangi Pingat Oersted untuk kaedah pengajarannya. Beberapa syarahannya yang lain juga diterbitkan dalam bentuk buku, misalnya Ciri Hukum Fizikal.