Po wojnie próbował kontynuować badania promieniowania kosmicznego za pomocą radaru wojskowego, ale bardzo przeszkadzały w tym zakłócenia pochodzące od tramwajów elektrycznych na Oxford Road w Manchesterze. Dlatego przeniósł swój sprzęt w bardziej odległe miejsce, które było wolne od takich zakłóceń elektrycznych. W ten sposób wybrał lokalizację dzisiejszego Obserwatorium Jodrell Bank, niedaleko Goostrey w Cheshire. Wcześniej była tu placówka Wydziału Botaniki University of Manchester. W trakcie eksperymentów udało mu się wykazać, że istnieje możliwość obserwacji echa radarowego od dziennych meteorów, które wpadając w ziemską atmosferę jonizują otaczające powietrze. Odkrył też, że cząstki o wysokiej energii pochodzące z obiektów kosmicznych, takich jak np. Słońce, występują powszechnie we wszystkich galaktykach we wszechświecie. Dzięki funduszom z University of Manchester skonstruował wówczas największy na świecie sterowany radioteleskop, który teraz nosi jego imię – Radioteleskop Lovella i pozostaje nadal jednym z ważniejszych radioteleskopów na świecie.
W 1958 roku Lovell został poproszony przez BBC, aby przygotował dla programu Reith Lectures cykl sześciu audycji radiowych pt.