Sanger a potem zwrócił się do analizy cząsteczek kwasu nukleinowego, zwłaszcza kwas rybonukleinowy (RNA) i DNA , Cząsteczki te zawierają setki lub tysiące mniejszych jednostek chemicznych zwanych nukleotydami. Sanger opracował nowe techniki sekwencjonowania nukleotydów. Przez 1977 roku, on i jego zespół badawczy ustalił kolejność ponad 5000 nukleotydów wzdłuż nici DNA z wirusa bakteryjnego. Ta praca została uznana sekwencjonowania z drugiej Nagrodą Nobla Sangera 1980. Sanger i grupa później sekwencjonowane około 16000 nukleotydów w DNA ludzkiego mitochondriów części komórki, które przekształcają energię chemiczną z pożywienia w postaci energii komórka może wykorzystywać. Następnie przeniósł się do sekwencji o 172 tysięcy plus nukleotydów wirusa Epsteina-Barr. Największa
Otrzymał Medal Królewskiego Towarzystwa w Królewski w 1969 roku, a jej Medal Copley w 1977 roku został mianowany dowódcą Zakonu Imperium Brytyjskie w 1963 roku Sanger otrzymał William Bate Hardy Nagrodę Towarzystwa Filozoficznego w Cambridge w 1976 roku W 1979 roku zdobył nagrodę Albert Lasker Podstawowe badania medyczne.
Jest autorem wielu artykułów dla czasopism naukowych. Niektóre z jego prac zostały zebrane w wybranych papierach Fryderyka Sanger, z komentarzami, opublikowane w 1996 roku