Seit 1942 als Dozent Abteilungsleiter für Biochemie des Chemischen Staatslaboratoriums der Universität München, wurde er 1947 außerordentlicher und 1953 ordentlicher Professor. Ebenfalls 1953 wurde er zum ordentlichen Mitglied der Bayerischen Akademie der Wissenschaften gewählt.[5]
Ab 1972 bis zu seiner Emeritierung 1979 war Lynen Direktor der Abteilung Enzymchemie und Stoffwechsel, von 1974 bis 1976 „Geschäftsführender Direktor“ des Max-Planck-Instituts für Biochemie in Martinsried bei München. Als einer der bedeutendsten deutschen Biochemiker des 20. Jahrhunderts arbeitete Lynen über den Phosphatkreislauf und den Pasteur-Effekt, vor allem aber über den Mechanismus und die Regulierung des Cholesterin- und Fettsäurestoffwechsels. 1951 gelang ihm die Isolierung aktivierter Essigsäure (Acetyl-Coenzym A) aus Hefezellen, 1958 identifizierte er Isopentenylpyrophosphat als Baustein der Terpene und des Cholesterins. Mit der Isolierung der „aktivierten Essigsäure“ stellte er die Grundlage zur klinischen Erforschung von Fettstoffwechselstörungen etwa bei Diabetes mellitus oder der Entstehung der Arteriosklerose bereit. Für seine Arbeiten über den Mechanismus und die Regulierung des Cholesterin- und Fettsäurestoffwechsels erhielt Lynen 1964 zusammen mit Konrad Bloch den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.
Feodor Lynen war mit Eva Wieland verheiratet, der Tochter seines Doktorvaters Heinrich Wieland[11][12]. Aus der Ehe gingen fünf Kinder hervor, seine älteste Tochter wurde ebenfalls Chemikerin. Lynen liegt auf dem Friedhof der Filialkirche St. Peter und Paul des Starnberger Ortsteils Rieden begraben.
Nach ihm wurde 1980 das Feodor-Lynen-Gymnasium in Planegg benannt[13][14]. Feodor-Lynen-Straßen gibt es in Hannover nahe der Medizinischen Hochschule,[15] in München seit 1996 im Stadtteil Großhadern[16] und in Planegg. In Starnberg, seinem langjährigen Wohnort, gibt es einen Feodor-Lynen-Steig. Ebenfalls wurde nach ihm das Feodor-Lynen-Forschungsstipendium der Alexander-von-Humboldt-Stiftung benannt, der er von 1975 bis 1979 als Präsident vorgestanden hatte. Auch ein Hörsaal an der Fakultät für Chemie und Pharmazie der Ludwig-Maximilians-Universität München trägt seinen Namen. Der Lynen-Zyklus, der für die Biosynthese von Ketonkörpern zuständige Stoffwechselweg, wurde nach ihm benannt.
1964: Nobelpreis für Physiologie oder Medizin zusammen mit Konrad Bloch „für ihre Entdeckungen über den Mechanismus und Regulation des Stoffwechsels von Cholesterin und Fettsäuren“
Heike Will: „Sei naiv und mach’ ein Experiment.“ Feodor Lynen: Biographie des Münchner Biochemikers und Nobelpreisträgers. Wiley-VCH, Weinheim 2011, ISBN 978-3-527-32893-2.
Kaiser-Wilhelm- / Max-Planck-Institut für Biochemie (Max Planck Institute for Biochemistry), in: Eckart Henning, Marion Kazemi: Handbuch zur Institutsgeschichte der Kaiser-Wilhelm-/ Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften 1911–2011 – Daten und Quellen, Berlin 2016, 2 Teilbände, Teilband 1: Institute und Forschungsstellen A–L (online, PDF, 75 MB), Seite 187–224 (Chronologie des MPI für Biochemie, an dem Lynen tätig war)
Max-Planck-Institut für Zellchemie in: Eckart Henning, Marion Kazemi: Handbuch zur Institutsgeschichte der Kaiser-Wilhelm-/ Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften 1911–2011 – Daten und Quellen, Berlin 2016, 2 Teilbände, Teilband 2: Institute und Forschungsstellen M–Z (online, PDF 75 MB) Seite 1693–1696 (Chronologie des MPI für Zellchemie, das für Lynen eingerichtet wurde).
↑Jahrbuch der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. 1969, Hrsg. Generalverwaltung der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., München 1969, S. 46.