Phillips obtient son premier poste d'enseignante au Connecticut College(en) en 1937. Un an plus tard, elle accepte un emploi au Brooklyn College[5]. Pendant qu'elle travaille pour cette institution, elle participe à l'organisation de la future Federation of American Scientists (officiellement fondée en 1945). Pendant la Seconde Guerre mondiale, Phillips enseigne à l'université du Minnesota, puis retourne au Brooklyn College lorsqu'elle est terminée. En 1952, Phillips est renvoyée par le Brooklyn College et le Columbia Radiation Laboratory quand elle refuse de témoigner devant la sous-commission McCarran sur la sécurité intérieure pendant le maccarthysme[6]. Le Brooklyn College s'excusera publiquement en 1987[6].
Sans emploi, Phillips rédige deux manuels de physique : Classical Electricity and Magnetism (1955) avec Wolfgang Panofsky(en), et Principles of Physical Science (1957) avec Francis Bonner(en).
Phillips recommence à enseigner en 1957, lorsqu'elle est nommée directrice associée d'une école formant de futurs enseignants pour le compte de l'université de Washington à Saint-Louis au Missouri. En 1962, elle accepte un poste à l'université de Chicago ; c'est sous son impulsion que des cours de science physique sont offerts à des étudiants hors concentration.
(en) J. R. Oppenheimer et Melba Phillips, « Note on the Transmutation Function for Deuterons », Physical Review, vol. 48, no 6, , p. 500-502 (DOI10.1103/PhysRev.48.500)
(en) Melba Phillips et Francis Bonner, Principles of Physical Science, Addison-Wesley Publishing Co,
(en) Melba Phillips, « Classical Electrodynamics », dans Siegfried Flügge, Handbuch der Physik, t. IV, Springer Verlag,
(en) Melba Phillips, On Teaching Physics : Reprints of American Journal of Physics Articles from the First Half Century of AAPT (50 Years), American Association of Physics Teachers, (ISBN0-318-41540-2)
(en) Melba Phillips, Physics History from AAPT Journals, American Association of Physics Teachers, (ISBN0-917853-14-8)
(en) Melba Phillips, History of Physics (Readings from Physics Today, No 2), New York, AIP Press, , 375 p. (ISBN0-88318-468-0)
(en) Melba Phillips, The Life and Times of Modern Physics : History of Physics II (Readings from Physics Today, No 5), New York (N.Y.), AIP Press, , 366 p. (ISBN0-88318-846-5)