I 1810 ble han assistent ved universitetet i Cambridge, og i 1818 ble han som en av John Woodwards etterfølgere Woodwardian Professor i geologi i Cambridge. Samme år ble han ordinert til prest i den anglikanske kirke.
I Cambridge var han medvirkende i de reformer som gjorde universitetet til en moderne utdannelses- og forskningsinstitusjon. I 1829 ble han president for Geological Society i London. I 1834 ble han Prebendary ved katedralen i Norwich; han ivaretok sine geistlige forpliktelser der ved siden av sine universitetsoppgaver frem til sin død.
I 1835 publiserte han sammen med Sir Roderick Murchison verket «On the Silurian and Cambrian Systems, Exhibiting the Order in which the Older Sedimentary Strata Succeed each other in England and Wales». I 1845 ble han stedfortredende rektor for Trinity College.
Han stod i brevkontakt med Charles Darwin, som hadde vært hans elev i geologien. Men Darwin lyktes aldri i å overbevise ham om riktigheten av hans versjon av utviklingshypotesen. Sedgwick skrev til og med til Darwin:
If I did not think you a good tempered and truth-loving man I should not tell you that ... I have read your book with more pain than pleasure. Parts of it I admired greatly; parts I laughed at till my sides were almost sore; other parts I read with absolute sorrow; because I think them utterly false and grievously mischievous. You have deserted -- after a start in that tram-road of all solid physical truth -- the true method of induction ...
Til tross for disse meningsforskjellene forble de to gode venner gjennom hele livet.
